JP4097968B2 - Power collection and distribution ring for rotating electrical machine and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機や発電機等の回転電機のステータのコイルに対して、外部装置との間で集配電を行う回転電機の集配電リングおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の回転電機の集配電リングとしては、例えば、特開2001−25198号公報に開示されたものがある。これに示されているように、集配電リングは、ステータの磁極ティースに取り付けられたコイルと外部装置との間で集配電を行うためのものである。図6にこの種の集配電リングと、これを取り付けるステータの分解説明図を示す。
【0003】
図6に示されているように、円環状に形成されたステータ1には、その周方向に間隔を開けて径方向に突出する複数の磁極ティースが設けられ、これらの磁極ティースに対してコイル3が各相ごと(例えばU相、V相、W相)に巻き付けられている。そして、これらのコイル3(3U、3V、3W)に対応する集配電リング4(4U,4V、4W)が設けられている。各集配電リング4U,4V、4Wには、円環状のリング本体5と、対応するコイル3U、3V、3Wに接続するためのコイル接続端子6と、外部機器(図示せず)に接続される外部接続端子7とが設けられ、それぞれの端子6,7を介してコイル3に対して、外部装置との間で集配電を行うのである。なお、符号8、9はそれぞれステータ1の蓋部、バスリングを示しており、バスリング9は円環状の導電性部材からなりコイル接続端子を外周側に備えステータコイルの中性点と接続される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、集配電リング4のリング本体5は、図7に示したように、略矩形状のプレート10を円環状に打ち抜いて製造されるため、プレート8の残余部分(図7のハッチング部分)が無駄になり、製造歩留まりが悪く、コスト負担が大きいという問題があった。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、製造歩留まりを向上することができ、コスト負担を低減できる回転電機の集配電リングを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、ステータのコイルに対して、外部装置との間で集配電を行う集配電リング(例えば、後述する実施の形態における集配電リング20)であって、該集配電リングは、前記コイルの各相に対応する複数のリング本体(例えば、後述する実施の形態におけるリング本体21)を備え、それぞれのリング本体は、略短冊状の導電性部材(例えば、後述する実施の形態における短冊状部材25)を幅方向に湾曲させて円弧状に形成された湾曲基材と、該湾曲基材の両端に突き当てられて一体化した外部接続端子(例えば、後述する実施の形態における外部接続端子22)と、該湾曲基材の周縁部分を打ち抜いて形成されたコイル接続端子(例えば、後述する実施の形態におけるコイル接続端子23)とを備え、前記複数のリング本体が絶縁性の樹脂部(例えば、後述する実施の形態における樹脂部24)によって相互に間隔をあけた状態で一体化され、前記外部接続端子と前記コイル接続端子とが前記樹脂部の外部に露出すると共に、前記複数のリング本体夫々に構成される前記外部接続端子先端部が同一平面内になるように調整されることを特徴とする回転電機の集配電リングである。
【0007】
この発明によれば、前記リング本体は短冊状の導電性部材を幅方向に湾曲させて形成するため、該導電性部材を長手方向に湾曲させてステータの軸方向と平行に導電性部材を配置する場合に比べて、リング本体、ひいては集配電リング全体の厚さを薄くすることができる。これらの集配電リングは、相互に絶縁が確保された状態で積層され、回転電機のステータに取り付けられるため、これらの集配電リングを備えた回転電機をコンパクト化することができ、搭載性が向上する。また、前記短冊状の導電性部材を用いてリング本体を形成するため、製造歩留まりが向上し、その分コスト負担を低減することができる。
【0009】
また、前記複数のリング本体のそれぞれを相互に間隔をあけた状態で一体化させるため、各リング本体を一度にステータに取り付けることができる。これにより、それぞれのリング本体に個別に絶縁処理を行う必要がなくなるため、ステータに集配電リングを取り付ける作業を簡易化することができる。加えて、絶縁処理を樹脂部により行うため、高価かつ多大な作業工数を要する多層コーティング等を行う必要がなく、コスト負担をさらに低減することができる。
【0010】
請求項2に記載した発明は、ステータのコイルに対して、外部装置との間で集配電を行う集配電リングの製造方法であって、前記コイルの各相に対応する複数の略短冊状の導電性部材を、それぞれ幅方向に湾曲させて複数の湾曲基材を形成し、該湾曲基材の両端に外部接続端子を突き当てて一体化させるとともに、該湾曲基材の内周周縁部分を打ち抜いてコイル接続端子を形成し、前記複数のリング本体夫々に構成される前記外部接続端子先端部が同一平面内になるように前記外部接続端子を軸方向に折り曲げ処理することを特徴とする回転電機の集配電リングの製造方法である。
【0011】
この発明によれば、集配電リングを、略短冊状の導電性部材により製造するため、製造歩留まりを高めることができるとともに、コスト負担を低減することができる。加えて、前記導電性部材を幅方向に湾曲させることにより、厚さ方向に薄い集配電リングを製造することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態における回転電機の集配電リングおよびその製造方法を図面と共に説明する。図1は本発明の第1の実施の形態における集配電リング20の概略構成図である。図1(a)に示したように、集配電リング20(20U、20V、20W)はそれぞれ円環状に形成されたリング本体21を備えており、各リング本体21にはその外周方向に突出するように外部接続端子22が設けられているとともに、その内周方向に突出するようにコイル接続端子23が設けられている。
【0013】
前記各リング本体21(21U、21V、21W)は、銅などの導電性部材からなり、それぞれが等しい大きさとなるように形成されている。また、詳細を後述するように、略短冊状部材25(図3参照)を幅方向に湾曲させることで形成している。このようにしたため、形成されたリング本体21の厚さ(矢印A方向の長さ)を薄くすることができる。これについては詳細を後述する。
【0014】
前記外部接続端子22(22U、22V、22W)は、図1(a)に示すように、略矩形状かつ平板状の導電性部材により形成され、その中途部でリング本体21の軸方向(矢印A方向)に向かって屈曲した屈曲部29(29U、29V、29W)が設けられている。また、それぞれの外部接続端子22の先端部には、インバータ装置等の外部機器の入出力用の接続端子(図示せず)に接続するための取り付け穴30が形成されている。本実施の形態においては、屈曲部29の長さが、29U、29V、29Wの順となるように調整されている。これにより、詳細を後述するように、各集配電リング20を一体化したときに、それぞれの外部接続端子22の先端部が同一平面内に収まるように調整されるのである(図1(b)参照)。
【0015】
一方、コイル接続端子23は、各リング本体21内周から中心方向に所定間隔をあけて突出するように形成されている。各リング本体21に形成されたコイル接続端子23(23U、23V、23W)は、各リング本体21の外部接続端子22に対して、互いに所定角度分ずれた位置に形成されている。これにより、詳細を後述するように、各集配電リング20を一体化したときに、それぞれのコイル接続端子23がリング本体21軸方向(矢印A方向)から見て、所定ピッチずつずれた位置になるように調整されるのである(図1(b)参照)。
【0016】
上記のように構成された集配電リング20は、図1(b)に示すように一体化された導電ユニット31とされている。また、図2は図1(b)のBB矢視図である。これらの図に示したように、各集配電リング20は、ステータの軸方向にそれぞれ間隔を開けた状態で一体化され、絶縁性の樹脂部24により保持されている。このように各集配電リング20を一体化することにより、それぞれの集配電リング20を別々に絶縁処理してステータ(図示せず)に組み付ける必要が無くなり、導電ユニット31をステータに組み付ければ足りるため、組み付け工数や取り付けの手間を低減することができる。
【0017】
そして、図1(b)に示すように、各集配電リング20のコイル接続端子23が所定間隔ごとにずれた位置から突出するように組み付けられているため、ステータに設けられる各相(U相、V相、W相)のコイル(図6参照)に対応するように設けられている。また、外部接続端子22やコイル接続端子23は、樹脂部24から露出して形成されており、それぞれの端子22,23を外部機器やコイルに電気的に接続できるようにしている。
【0018】
以上のように構成した集配電リング20の製造方法について図3から図5を用いて説明する。まず、図3(a)に示すように、銅などの導電性材料からなる略短冊状(換言すると矩形状かつ平板状)の短冊状部材25を形成する。次に、図3(b)に示すように、短冊状部材25を幅方向に(矢印C方向)湾曲させる。短冊状部材25を湾曲するにあたっては、円柱状の固定部材に短冊状部材の長手方向の一側面を押し当てながら、短冊状部材の先端と末端が対向する位置まで湾曲させて円弧状の湾曲基材26とする。そして、図3(c)に示すように、湾曲基材26を図示しないプレス部材により挟み込んで、湾曲基材26に発生していた凹凸32を無くして平坦化させる。
【0019】
そして、図4(a)に示したように、湾曲基材26の両端部の打ち抜き処理を行い、湾曲基材26の両端部27の間隔Dが、外部端子基材28の幅と等しくなるようにする。次に、図4(b)に示したように、湾曲基材26の両端部27に接するように外部端子基材28を挿入配置する。この状態で、図4(c)に示したように、外部端子基材28と湾曲基材26の接する部位を溶接やフュージング等により接合して一体化させる。
【0020】
そして、図5(a)に示したように、外部端子基材28が接合された湾曲基材26の周縁部分を打ち抜き加工して、外部端子基材28から略矩形状の外部接続端子22を、湾曲基材26からリング本体21とコイル接続端子23とを形成する。なお、コイル接続端子23(23U、23V、23W)の形成位置は、各外部接続端子22に対してそれぞれ所定間隔ごとにずれるように形成される。また、外部接続端子22の先端部には取り付け穴30が形成される。それから、図5(b)に示すように、外部接続端子22をリング本体21の軸方向に折り曲げ処理して、外部接続端子22に屈曲部29を形成する。このとき、外部接続端子22の屈曲部29の長さは、22U,22V、22Wの順に長くなるように形成され、各集配電リング20を一体化して導電ユニット31を形成する際に外部接続端子22の先端部が同一平面内になるように調整される。以上のようにして、集配電リング20が製造される。
【0021】
以上説明したように、各集配電リング20は、略短冊状の導電性部材25により製造されるため、基材の大部分を利用することができ、従来に比して大幅に製造歩留まりを高めることができるとともに、その分コスト負担を低減することができる。加えて、前記導電性部材を幅方向に湾曲させることにより、厚さ方向に薄い集配電リングを製造することができる。
【0022】
なお、上述した実施の形態においては、各リング本体を樹脂により絶縁処理した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えばフッ素加工により絶縁処理を行ってもよい。また、各リング本体の大きさは同一でなくてもよい。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載した発明によれば、集配電リングを備えた回転電機をコンパクト化することができ、搭載性が向上する。また、製造歩留まりが向上し、その分コスト負担を低減することができる。
【0024】
また、各リング本体を一度にステータに取り付けることができ、それぞれのリング本体に個別に絶縁処理を行う必要がなくなるため、ステータに集配電リングを取り付ける作業を簡易化することができる。加えて、高価かつ多大な作業工数を要する多層コーティング等を行う必要がなく、コスト負担をさらに低減することができる。
【0025】
請求項2に記載した発明によれば、略短冊状の導電性部材により製造するため、製造歩留まりを高めることができるとともに、コスト負担を低減することができる。加えて、前記導電性部材を幅方向に湾曲させることにより、厚さ方向に薄い集配電リングを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1(a)は本発明の実施の形態における各集配電リングの斜視図であり、図1(b)はこれらの集配電リングを一体化した導電ユニットの斜視図である。
【図2】 図1(b)のBB矢視図である。
【図3】 図1の集配電リングの製造方法を示す工程図である。
【図4】 図1の集配電リングの製造方法を示す工程図である。
【図5】 図1の集配電リングの製造方法を示す工程図である。
【図6】 従来における回転電機のステータとこれに取り付けられる集配電リングを示す分解斜視図である。
【図7】 従来の集配電リングの問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
20 集配電リング
21 リング本体
22 外部接続端子
23 コイル接続端子
24 樹脂部
25 短冊状部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power collection / distribution ring of a rotating electrical machine that performs power collection / distribution with an external device with respect to a stator coil of the rotating electrical machine such as an electric motor or a generator, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
As a conventional power collection and distribution ring of a rotating electrical machine, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-25198. As shown therein, the power collection and distribution ring is for collecting and distributing power between a coil attached to the magnetic pole teeth of the stator and an external device. FIG. 6 shows an exploded explanatory view of this type of power collection and distribution ring and a stator to which this ring is attached.
[0003]
As shown in FIG. 6, the annularly formed stator 1 is provided with a plurality of magnetic pole teeth that protrude in the radial direction at intervals in the circumferential direction, and coils are provided to these magnetic pole teeth. 3 is wound around each phase (for example, U phase, V phase, W phase). And the power distribution ring 4 (4U, 4V, 4W) corresponding to these coils 3 (3U, 3V, 3W) is provided. Each power collection /
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in FIG. 7, the ring
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a power collection and distribution ring for a rotating electrical machine that can improve the manufacturing yield and reduce the cost burden.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is a power collection / distribution ring (for example, a power collection /
[0007]
According to this invention, since the ring body is formed by curving a strip-shaped conductive member in the width direction, the conductive member is curved in the longitudinal direction and the conductive member is arranged in parallel with the axial direction of the stator. Compared to the case, the thickness of the ring body, and thus the entire power collection and distribution ring, can be reduced. Since these power collection and distribution rings are stacked in a state where insulation is ensured and attached to the stator of the rotating electrical machine, the rotating electrical machines equipped with these power collection and distribution rings can be made compact, and mounting is improved. To do. Further, since the ring body is formed using the strip-shaped conductive member, the manufacturing yield can be improved, and the cost burden can be reduced accordingly.
[0009]
In addition , since each of the plurality of ring bodies is integrated with a space therebetween, each ring body can be attached to the stator at a time. This eliminates the need to individually insulate each ring body, thereby simplifying the work of attaching the power collection and distribution ring to the stator. In addition, since the insulation treatment is performed by the resin portion, it is not necessary to perform multi-layer coating or the like that requires an expensive and great man-hour, and the cost burden can be further reduced.
[0010]
The invention described in claim 2 is a method of manufacturing a power collection / distribution ring that performs power collection / distribution with respect to a coil of a stator with an external device, and a plurality of substantially strip-like shapes corresponding to each phase of the coil. Each of the conductive members is curved in the width direction to form a plurality of curved base materials, and the external connection terminals are brought into contact with both ends of the curved base material so as to be integrated, and the inner peripheral edge portion of the curved base material is A rotation characterized in that a coil connection terminal is formed by punching, and the external connection terminal is bent in the axial direction so that tip ends of the external connection terminals formed in each of the plurality of ring bodies are in the same plane. This is a method of manufacturing an electric power collection and distribution ring.
[0011]
According to this invention, since the power collection and distribution ring is manufactured by the substantially strip-shaped conductive member, the manufacturing yield can be increased and the cost burden can be reduced. In addition, by curving the conductive member in the width direction, it is possible to manufacture a current collection and distribution ring that is thin in the thickness direction.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a power collection and distribution ring for a rotating electrical machine and a method for manufacturing the same according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power collection and
[0013]
Each of the ring main bodies 21 (21U, 21V, 21W) is made of a conductive member such as copper and is formed to have the same size. Further, as will be described in detail later, it is formed by curving a substantially strip-shaped member 25 (see FIG. 3) in the width direction. Since it did in this way, the thickness (length of the arrow A direction) of the formed ring
[0014]
As shown in FIG. 1A, the external connection terminal 22 (22U, 22V, 22W) is formed by a substantially rectangular and flat conductive member, and the axial direction of the ring main body 21 (arrow) A bent portion 29 (29U, 29V, 29W) that is bent in the (A direction) is provided. Further, a
[0015]
On the other hand, the
[0016]
The power collection and
[0017]
As shown in FIG. 1 (b), the
[0018]
A method for manufacturing the power collection and
[0019]
Then, as shown in FIG. 4A, punching processing is performed on both ends of the
[0020]
Then, as shown in FIG. 5A, the peripheral portion of the
[0021]
As described above, each power collection /
[0022]
In the above-described embodiment, the case where each ring body is insulated with resin has been described. However, the present invention is not limited to this, and the insulation treatment may be performed by fluorine processing, for example. Moreover, the size of each ring main body does not need to be the same.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the rotating electrical machine including the power collection and distribution ring can be made compact, and the mountability is improved. Further, the manufacturing yield is improved, and the cost burden can be reduced accordingly.
[0024]
In addition , since each ring body can be attached to the stator at once, and it is not necessary to individually insulate each ring body, the work of attaching the power collection and distribution ring to the stator can be simplified. In addition, it is not necessary to perform expensive multilayer coating that requires a large number of work steps, and the cost burden can be further reduced.
[0025]
According to the invention described in claim 2 , since it is manufactured by a substantially strip-shaped conductive member, the manufacturing yield can be increased and the cost burden can be reduced. In addition, by curving the conductive member in the width direction, it is possible to manufacture a current collection and distribution ring that is thin in the thickness direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view of each power collection and distribution ring in the embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view of a conductive unit in which these power collection and distribution rings are integrated.
FIG. 2 is a view taken along arrow BB in FIG.
3 is a process diagram showing a manufacturing method of the power collection and distribution ring of FIG. 1; FIG.
4 is a process diagram showing a manufacturing method of the power collection and distribution ring of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a process diagram showing a method for manufacturing the power collection and distribution ring of FIG. 1;
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a conventional stator of a rotating electrical machine and a power collection and distribution ring attached to the stator.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a problem of a conventional power collection and distribution ring.
[Explanation of symbols]
20
Claims (2)
該集配電リングは、前記コイルの各相に対応する複数のリング本体を備え、
それぞれのリング本体は、略短冊状の導電性部材を幅方向に湾曲させて円弧状に形成された湾曲基材と、該湾曲基材の両端に突き当てられて一体化した外部接続端子と、該湾曲基材の周縁部分を打ち抜いて形成されたコイル接続端子とを備え、
前記複数のリング本体が絶縁性の樹脂部によって相互に間隔をあけた状態で一体化され、前記外部接続端子と前記コイル接続端子とが前記樹脂部の外部に露出すると共に、前記複数のリング本体夫々に構成される前記外部接続端子先端部が同一平面内になるように調整されることを特徴とする回転電機の集配電リング。A power collection and distribution ring that collects and distributes power to and from an external device with respect to the stator coil
The power collection and distribution ring includes a plurality of ring bodies corresponding to each phase of the coil,
Each ring body is curved base material formed in an arc shape by curving a substantially strip-shaped conductive member in the width direction, external connection terminals that are abutted and integrated with both ends of the curved base material, A coil connection terminal formed by punching a peripheral portion of the curved base material ,
The plurality of ring bodies are integrated with an insulating resin part spaced apart from each other, and the external connection terminals and the coil connection terminals are exposed to the outside of the resin part, and the plurality of ring bodies A power collection and distribution ring for a rotating electrical machine, wherein the front end portions of the external connection terminals respectively configured are adjusted so as to be in the same plane .
前記コイルの各相に対応する複数の略短冊状の導電性部材を、それぞれ幅方向に湾曲させて複数の湾曲基材を形成し、該湾曲基材の両端に外部接続端子を突き当てて一体化させるとともに、該湾曲基材の内周周縁部分を打ち抜いてコイル接続端子を形成し、前記複数のリング本体夫々に構成される前記外部接続端子先端部が同一平面内になるように前記外部接続端子を軸方向に折り曲げ処理することを特徴とする回転電機の集配電リングの製造方法。A method of manufacturing a power collection and distribution ring that collects and distributes power with an external device with respect to a stator coil,
A plurality of substantially strip-shaped conductive members corresponding to the respective phases of the coil are respectively curved in the width direction to form a plurality of curved base materials, and external connection terminals are abutted against both ends of the curved base materials to be integrated. And forming the coil connection terminal by punching out the inner peripheral edge portion of the curved base material, and the external connection terminal portion configured in each of the plurality of ring bodies is in the same plane. A method of manufacturing a power collection and distribution ring for a rotating electrical machine, wherein the terminal is bent in the axial direction .
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