JP5104032B2 - Stator manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、筒状に形成された固定子鉄心と導線を巻き回して形成されたコイルとを有する固定子を製造するための固定子の製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a stator manufacturing method and a manufacturing apparatus for manufacturing a stator having a stator core formed in a cylindrical shape and a coil formed by winding a conducting wire.
回転電機の固定子は、例えば特許文献1、2に開示されているようなものであり、筒状に形成された固定子鉄心と、導線(コイル素線、巻線)を巻き回して形成されたコイルと、を有する。そして、この固定子においては、コイルの導線が、固定子鉄心の内周部において軸方向に沿って溝状に形成され且つ周方向に配置された複数のスロットへと巻き回されることで、コイルが固定子鉄心に取り付けられた状態となっている。
A stator of a rotating electrical machine is disclosed in, for example,
上記のような固定子においては、コイルの一部が固定子鉄心から軸方向について突出した状態となっており、この部分はコイルエンド部と呼ばれる。コイルエンド部は、固定子鉄心内周部のスロット間の渡り線部となっており、スロットから軸方向外側へ突出してコイルエンド部で折り返された導線が、再び軸方向内側へ戻るような構成となっている。 In the stator as described above, a part of the coil protrudes from the stator core in the axial direction, and this part is called a coil end part. The coil end portion is a connecting wire portion between slots in the inner peripheral portion of the stator core, and the conductor wire that protrudes outward in the axial direction from the slot and is turned back at the coil end portion returns to the inner side in the axial direction again. It has become.
ところで、コイルの各導線の間には、導線同士の干渉を防止するための間隙が設けられており、その分だけコイルエンド部の軸方向高さが増大していることになる。特許文献1、2には、回転電機を小型化するために、このコイルエンド部に対して軸方向に押圧力を与え、コイルエンド部の軸方向高さを低くすることにより、固定子の全高を低くする技術が開示されている。
しかし、コイルエンド部は渡り線部であるために、コイルエンド部の巻線方向が、全体的に周方向に沿ったものとなっている。そのため、上記のコイルエンド部に対して軸方向に押圧力を与えることのみによってコイルエンド部を圧縮しようとした場合、押圧装置等とコイル表面との間の摩擦等によって、コイル表面に疵等の損傷が生じてしまう。そのため、回転電機を小型化する際に、コイルの健全性を確保することができない。 However, since the coil end portion is a crossover portion, the winding direction of the coil end portion is generally along the circumferential direction. Therefore, when trying to compress the coil end part only by applying a pressing force to the coil end part in the axial direction, friction between the pressing device or the like and the coil surface may cause wrinkles on the coil surface. Damage will occur. Therefore, when the rotating electrical machine is reduced in size, the soundness of the coil cannot be ensured.
そこで、本発明の目的は、回転電機を小型化することができ、且つ、コイル表面の健全性が高い固定子の製造方法及び製造装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a stator manufacturing method and a manufacturing apparatus that can reduce the size of a rotating electrical machine and have high coil surface soundness.
上記の目的を達成するために、本発明に係る固定子の製造方法は、筒状に形成された固定子鉄心と、導線を巻き回して形成されたコイルと、を有する固定子の製造方法である。そして、前記固定子鉄心の内周部において軸方向に沿って溝状に形成され且つ周方向に配置された複数のスロットへ、前記コイルが取り付けられた状態とする第1工程と、前記軸方向について前記コイルが前記固定子鉄心から突出した部分であるコイルエンド部に対して押圧力を与えるための押圧機構、及び、前記固定子鉄心の少なくともいずれか一方を、前記押圧機構と前記固定子鉄心とで前記周方向への相対的な回転速度差が生じるように回転させつつ、前記押圧機構によって前記コイルエンド部を前記軸方向について押圧する第2工程と、を有する。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a stator according to the present invention is a method for manufacturing a stator having a stator core formed in a cylindrical shape and a coil formed by winding a conducting wire. is there. A first step in which the coil is attached to a plurality of slots formed in a groove shape along the axial direction in the inner peripheral portion of the stator core and arranged in the circumferential direction; and the axial direction A pressing mechanism for applying a pressing force to a coil end portion, which is a portion where the coil protrudes from the stator core, and at least one of the stator core, the pressing mechanism and the stator core And a second step of pressing the coil end portion in the axial direction by the pressing mechanism while rotating so as to produce a relative rotational speed difference in the circumferential direction.
この構成によると、コイルエンド部の巻線方向にあわせて、押圧機構又は固定子鉄心を回転させながら、押圧機構によってコイルエンド部を軸方向について押圧することにより、コイルエンド部の軸方向高さが低く、且つ、コイル表面に疵等の外部損傷が少ない固定子が得られる。そのため、回転電機を小型化することができ、且つ、コイル表面の健全性が高い固定子を製造することができる。 According to this configuration, the axial height of the coil end portion is pressed by pressing the coil end portion in the axial direction by the pressing mechanism while rotating the pressing mechanism or the stator core in accordance with the winding direction of the coil end portion. And a stator with less external damage such as wrinkles on the coil surface. Therefore, it is possible to reduce the size of the rotating electrical machine and to manufacture a stator having high coil surface soundness.
なお、ここでの「回転速度」には、押圧機構及び固定子鉄心のいずれか一方において、回転速度が「0」となる場合も含むものとする。 The “rotation speed” here includes a case where the rotation speed is “0” in either the pressing mechanism or the stator core.
また、圧縮前のコイルエンド部においては、導線同士の干渉を防止するためにコイル間に間隙がある。そのため、導線に弛みがある場合に、コイルエンド部に対して軸方向に押圧すると、導線の弛みが逃げることがなく、弛みがあるまま押圧・圧縮されてしまい、導線に不自然な力が加えられ得る。しかし、本発明のように回転方向の力をコイルエンド部に与えることによって、導線の弛みが巻線方向へ逃げるために、導線の弛みを取りつつ押圧することで、導線に不自然な力が加えられることがない。そのため、コイル表面の外部損傷が少なくなる。 Moreover, in the coil end part before compression, there is a gap between the coils in order to prevent interference between the conducting wires. For this reason, if the lead wire is slack, if it is pressed against the coil end in the axial direction, the slack of the lead wire will not escape, but will be pressed and compressed with the slack, and an unnatural force is applied to the lead wire. Can be. However, by applying a force in the rotational direction to the coil end portion as in the present invention, the slack of the lead wire escapes in the winding direction, so that the unnatural force is applied to the lead wire by pressing the slack of the lead wire. It is never added. Therefore, external damage on the coil surface is reduced.
また、別の観点において上記の目的を達成するために、本発明に係る固定子の製造装置は、筒状に形成された固定子鉄心と、導線を巻き回して形成されたコイルと、を有する固定子を製造するための固定子の製造装置であって、前記固定子鉄心の内周部において軸方向に沿って溝状に形成され且つ周方向に配置された複数のスロットへ、前記コイルが取り付けられた状態とする固定子組立機構と、前記軸方向について前記コイルが前記固定子鉄心から突出した部分であるコイルエンド部に対して、前記軸方向についての押圧力を与える押圧機構と、前記押圧機構及び前記固定子鉄心の少なくともいずれか一方を、前記押圧機構と前記固定子鉄心とで前記周方向への相対的な回転速度差が生じるように回転させる回転機構と、を有し、前記回転機構によって前記押圧機構または前記固定子鉄心を回転させつつ、前記押圧機構によって前記コイルエンド部を前記軸方向について押圧するようにした。 In order to achieve the above object in another aspect, a stator manufacturing apparatus according to the present invention includes a stator core formed in a cylindrical shape and a coil formed by winding a conducting wire. A stator manufacturing apparatus for manufacturing a stator, wherein the coil is formed in a plurality of slots formed in a groove shape along an axial direction in an inner peripheral portion of the stator core and arranged in a circumferential direction. A stator assembly mechanism that is attached; a pressing mechanism that applies a pressing force in the axial direction to a coil end portion that is a portion in which the coil protrudes from the stator core in the axial direction; at least one of the pressing mechanism and the stator core, anda rotating mechanism for rotating such relative rotational speed difference to the circumferential direction is generated between the pressing mechanism and the stator core, wherein rotation While rotating the pressing mechanism or the stator core by structure, and to press for the axial direction of the coil end portion by the pressing mechanism.
この構成によると、回転電機を小型化することができ、且つ、コイル表面の健全性が高い固定子を製造することができる。 According to this configuration, the rotating electric machine can be reduced in size, and a stator having high coil surface soundness can be manufactured.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(固定子の全体構成について)
まず、図1を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る固定子の全体構成について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る固定子の斜視概略図である。
(About the overall structure of the stator)
First, the overall configuration of the stator according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic perspective view of a stator according to the first embodiment of the present invention.
本実施形態に係る固定子1は、回転電機(発電機、電動機)に用いられるもので、図1に示すように、筒状に形成された固定子鉄心10と、導線を巻き回して形成されたコイル20と、を有して構成されている。そして、固定子1において、コイル20は、その部分であって、固定子鉄心10から軸方向(図1の矢印参照)について両側に突出した(はみ出した)コイルエンド部20e、20fを有している。また、このコイルエンド部20e、20fを圧縮することで、コイルエンド部20e、20fの軸方向高さ(図1のh参照)は、圧縮前の状態の軸方向高さよりも低くなっている。
The stator 1 according to the present embodiment is used for a rotating electrical machine (generator, electric motor), and is formed by winding a
(固定子鉄心)
次に、図2、3を用いて固定子鉄心10の構成について説明する。図2は、固定子鉄心10を示す斜視概略図であり、図3は、図2の固定子鉄心の上面概略図である。
(Stator core)
Next, the configuration of the
固定子鉄心10は、複数の環状鋼板を軸方向に積層することで筒状に形成されているもので、図2、3に示すように、固定子鉄心10の内周部10iには、複数のスロット10sが形成されている(本実施形態においては、12個のスロット10sが設けられている)。スロット10sは、固定子鉄心10の軸方向(図3の紙面に垂直な方向。図3参照)に沿って溝状に形成されているもので、且つ、それぞれが周方向に配置されたものである。そして、コイル20の導線はこのスロット10sに巻き回されることになる。なお、図2では、スロット10sを簡略化して示している。
The
(コイル)
次に、図4を用いてコイル20について説明する。図4は、コイル20の斜視概略図である。本実施形態において、コイル20は、固定子鉄心10の外部で予め巻き回して形成され、その後、固定子鉄心10の内部へと取り付けられるものである。
(coil)
Next, the
図4に示すように、コイル20は、複数の導線20aを巻き回すことで形成されている。そして、コイル20は、図に示すように、全体としては筒状となっている。導線20aとしては、例えば銅線にポリアミドイミド被膜を施したH種220度耐熱線等が用いられる。また、図示しないが、コイル20には、電源に接続されるリード線等が接続されている。なお、図4では、導線20aを簡略化して示している。
As shown in FIG. 4, the
(コイルが固定子鉄心に取り付けられた状態について)
次に、固定子鉄心10へコイル20が取り付けられた状態について、図3、5、6を参照しながら説明する。図5は、固定子鉄心10へコイル20が取り付けられた状態における斜視概略図であり、図6は図5の固定子鉄心10及びコイル20の上面概略図である。
(About the state where the coil is attached to the stator core)
Next, a state where the
コイル20が固定子鉄心10へ取り付けられた状態においては、コイルエンド部20e、20fでは、図3のスロット10sに対して、導線20aが、UからX、VからY、WからZ、というように巻き回され、三相分布巻線を形成している。その結果、図5、6に示すように、コイルエンド部20e、20fでは、導線20aが各スロット10sの軸方向端部同士を連絡するように巻き回され、コイルエンド部20e、20fは、スロット10s間の渡り線部となる。そして、コイル20においては、導線20aが、スロット10sから軸方向外側へ突出してコイルエンド部20eで折り返され、再び軸方向内側へ戻り、別のスロット10sから反対方向の外側へ突出して反対側のコイルエンド部20fで折り返され、再び軸方向内側へ戻る、というように巻き回されている。ここで、図6に矢印で示しているように、コイルエンド部20e(20f)においては、導線20aの巻線方向が、全体的に固定子鉄心10の周方向に沿っていることが分かる。
In the state where the
また、コイル20の各導線20aの間には、導線20a同士の干渉を防止するための間隙(図示せず)が設けられており、その分だけコイルエンド部20e、20fの軸方向高さが増大していることになる。ここで、この状態(圧縮前状態)におけるコイルエンド部20e、20fの高さをhoとする(図5参照)。
Further, a gap (not shown) for preventing interference between the
(固定子の製造装置)
次に、本実施形態に係る固定子1を製造するための固定子の製造装置について、図7、8を用いて説明する。図7は、コイル20が固定子鉄心10のスロットへ取り付けられる状態を示す斜視説明概略図であり、図8は、コイルエンド20e部が圧縮される状態を示す斜視説明概略図である。
(Stator manufacturing equipment)
Next, a stator manufacturing apparatus for manufacturing the stator 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 is a perspective explanatory schematic view showing a state where the
本実施形態において、固定子の製造装置2は、固定子組立機構30と、押圧機構50と、回転機構60と、を有して構成されている。また、これらの製造装置は、図示しないコンピュ−タ等の制御機構に接続されており、予めプログラミングされた運転条件に従って自動的に、又は、オペレータからの入力指示を待って、制御機構からの指示により適宜動作するように構成されている。以下、固定子の製造装置2のそれぞれについて具体的に説明する。
In the present embodiment, the
(固定子組立機構)
固定子組立機構30は、固定子鉄心10のスロット10sへ、コイル20が取り付けられた図5、6の状態とするためのものである。そして、図7に示すように、固定子組立機構30は、把持部30f、アーム部30aを有しており、把持部30fによりコイル20を把持でき、アーム部30aのスライド動作によって、コイル20を軸方向(図の上下方向)に移動できるように構成されている。そして、把持部30fの移動先に固定子鉄心10を配置し、固定子組立機構30のスライド方向と、固定子鉄心10の軸方向とを一致させることで、コイル20を把持して、コイル20を固定子鉄心10の内部へと挿入することが可能となる。その結果、図5、6に示すような、固定子鉄心10のスロット10sへコイル20が取り付けられた状態となる。
(Stator assembly mechanism)
The
本実施形態では、固定子組立機構をこのようなものとしているが、固定子鉄心10のスロット10sへコイル20が取り付けられた状態とするものであれば異なる構成のものであってもよく、例えば、スロット10sへ直接導線を巻き回していくような巻線機が用いられてもよい。このような巻線機を用いる場合、巻線機によって固定子鉄心10の内部へ導線が挿入された後、スロット10sへ導線が巻き回され、それにより固定子鉄心10のスロット10sへコイルが取り付けられた状態となる。このように、巻線機を用いて、直接導線を巻き回す方法により得られる固定子鉄心10及びコイルの構成は、上記の実施形態のように、外部で予め巻き回して形成されたコイル20を、固定子鉄心10の内部へ取り付ける方法により得られる固定子鉄心10及びコイル20の構成と同様のものとなる(後述する第2実施形態参照)。
In the present embodiment, the stator assembling mechanism is as described above. However, the structure may be different as long as the
(押圧機構)
押圧機構50は、コイルエンド部20eに対して、固定子鉄心10の軸方向についての押圧力を与えるためのものである。本実施形態において、押圧機構50は、回転押圧部50bを有して構成されている(図8参照)。
(Pressing mechanism)
The
回転押圧部50bは円柱状に形成されており、押圧面50sを有している。また、回転押圧部50bは、図示しない押圧力発生装置と接続されており、押圧機構50は、回転押圧部50bがその軸方向に沿って移動できるように構成されている(図8の矢印A参照)。そして、回転押圧部50bとコイルエンド部20eとが接触した後、さらに回転押圧部50bが固定子鉄心10の軸方向に沿って前進移動することで、回転押圧部50bの押圧面50sにより、コイルエンド部20eに対して、軸方向についての押圧力が与えられる。なお、ここではコイルエンド部20eの押圧についてのみ説明しているが、反対側のコイルエンド部20fも同様に押圧される(コイルエンド部20fの押圧については、説明を省略する)。
The rotary
(回転機構)
回転機構60は、回転押圧部50bを、周方向へ回転させるためのものである。本実施形態において、回転機構60は、固定支持部60aと、軸60bとを有して構成されている。そして、回転機構60の軸60bの一端は、回転押圧部50bに固定接続されており、図示しない他端は、図示しない回転力発生装置(モータ等)に接続されている。そして、回転機構60は、軸60bがその周方向に回転できるように構成されている。
(Rotating mechanism)
The
固定支持部60aは、図5、6に示すような、スロット10sへコイル20が取り付けられた状態の固定子鉄心10を、回転しないように、且つ、軸方向押圧力に耐えられるように固定しつつ、下方から支持するものであり、基部に対して固定設置されている。ここで、固定支持部60a表面は、固定子鉄心10との間で回転方向(周方向)の滑りが生じにくいように、摩擦係数の高い材質の層がコーティングされていたり、ローレット加工が施されていたりすることが望ましい。また、固定支持部60aには、固定子鉄心10の端部を軸方向について支持するための受け部60tが設けられており、これにより、コイルエンド部20eが軸方向押圧力を受けても、固定子鉄心10は、受け部60tによって軸方向についての移動量が規制される。
The fixed
また、回転押圧部50b及び軸60bは、その軸方向が、固定支持部50a上に固定された固定子鉄心10の軸方向と一致するように配置されている。そして、回転機構60の軸60bの回転により、回転押圧部50bが図のように固定子鉄心10の周方向に回転する(図8の矢印B参照)。その結果、押圧機構50(回転押圧部50b)と固定子鉄心10とで、周方向への相対的な回転速度差が生じるように(周方向への回転速度が異なるように)、押圧機構50(回転押圧部50b)が回転する。
Further, the
なお、ここでの「回転速度」には、押圧機構50及び固定子鉄心10のいずれか一方において、回転速度が「0」となる場合も含む。ここでは、固定子鉄心10の回転速度が(ほぼ)0であり、押圧機構50の回転速度が軸60bの回転速度となるために、押圧機構50と固定子鉄心10とで、周方向への相対的な回転速度差が生じていることになる。
The “rotational speed” here includes the case where the rotational speed is “0” in either the
(回転動作及び押圧動作について)
そして、固定子の製造装置2においては、以上のように、固定子鉄心10の軸方向に沿って、固定支持された固定子鉄心10及びコイル20の方向へ回転押圧部50bが移動し(図8の矢印A参照)、且つ、回転押圧部50bが周方向に回転することで(図8の矢印B参照)、押圧機構50が、押圧機構50(回転押圧部50b)と固定子鉄心10(及びコイル20)とで周方向への相対的な回転速度差が生じるように回転しつつ、押圧機構50がコイルエンド部20eを固定子鉄心10の軸方向について押圧する。
(About rotation and pressing)
In the
(製造方法)
次に、本実施形態に係る固定子1を製造するための、固定子の製造方法について説明する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the stator for manufacturing the stator 1 according to this embodiment will be described.
(コイル形成工程)
まず、導線を巻き回してコイル20を形成する(コイル形成工程。図4参照)。
(Coil formation process)
First, the conductive wire is wound to form the coil 20 (coil forming step, see FIG. 4).
(第1工程)
次に、固定子組立機構30を用いて、固定子鉄心10へコイル20を挿入し、固定子鉄心10へコイル20を取り付ける(第1工程。図7参照)。この第1工程により、固定子鉄心10の内周部のスロット10sへコイル20が取り付けられた状態となる(図5、6参照)。
(First step)
Next, using the
(第2工程)
次に、回転機構60(軸60b)を用いて、回転押圧部50bを、固定子鉄心10の周方向へ回転させつつ、押圧機構50(回転押圧部50b)によって、コイルエンド部20eを固定子鉄心10の軸方向について押圧する(第2工程。図8参照)。すなわち、上記のように回転押圧部50b(回転速度:軸60bの回転速度)と、固定子鉄心10(回転速度:(ほぼ)0)とで、周方向への相対的な回転速度差が生じるように、回転押圧部50b(押圧機構50)を回転させつつ、コイルエンド部20eを、固定子鉄心10の軸方向について押圧している。
(Second step)
Next, using the rotation mechanism 60 (
以上のようにして、図1の固定子1を製造することができる。ここで、図1の固定子1は、本発明の固定子の製造方法によりコイルエンド部20e、20fが圧縮された後のものであるが、ここでのコイルエンド部20e、20fの軸方向高さhは、圧縮前のコイルエンド部20e、20fの軸方向高さho(図5参照)に比べて低くなっている(h<ho)。そのため、圧縮前に比べて全高が低くなっている。
As described above, the stator 1 in FIG. 1 can be manufactured. Here, the stator 1 in FIG. 1 is the one after the
(効果)
コイルエンド部20eは渡り線部であるために、コイルエンド部20eの巻線方向が、全体的に周方向に沿ったものとなっている(図6等参照)。そのため、コイルエンド部20eに対して軸方向に押圧力を与えることのみによってコイルエンド部20eを圧縮しようとした場合、回転押圧部50bとコイル20の表面との間の摩擦等によって、コイル20表面(導線20aの表面)に疵等の損傷が生じてしまう。そのため、回転電機を小型化する際に、コイルの健全性を確保することができない。そこで、本実施形態に係る製造方法(製造装置)を用いることで、コイルエンド部20e(20f)の巻線方向にあわせて、押圧機構50(又は固定子鉄心10)を回転させながら、回転押圧部50bによってコイルエンド部20e(20f)を軸方向について押圧することにより、導線間の間隙が減少し、コイルエンド部20e(20f)の軸方向高さが低く(すなわち、固定子の全高が低く)、且つ、コイル表面に疵等の外部損傷が少ない固定子1が得られる。そのため、回転電機を小型化することができ、且つ、コイル表面の健全性が高い固定子1を製造することができる。
(effect)
Since the
また、圧縮前のコイルエンド部20e、20fにおいて導線20aに弛みがある場合に、コイルエンド部20e、20fに対して軸方向に押圧すると、導線20aの弛みが逃げることがなく、弛みがあるまま押圧・圧縮されてしまい、導線20aに不自然な力が加えられ得る。しかし、本実施形態に係る製造方法(製造装置)を用いて、押圧力に加えて回転方向の力をコイルエンド部20e、20fに与えることによって、導線20aの弛みが巻線方向へ逃げるために、導線20aの弛みを取りつつ押圧することが可能となり、巻線方向に沿った自然な力が導線20aに加えられる。そのため、導線20aに不自然な力が加えられることがなく、コイル表面の外部損傷が少なくなる。
In addition, when the
(第1変形例)
次に、上記の実施形態に係る固定子の製造方法及び製造装置の第1変形例について、図9を参照しながら、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明する。図9は第1変形例に係る固定子の製造装置を示す斜視説明概略図である。なお、上記の実施形態と同様の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
(First modification)
Next, a first modification of the stator manufacturing method and the manufacturing apparatus according to the above embodiment will be described with reference to FIG. 9, focusing on the differences from the above embodiment. FIG. 9 is a perspective explanatory schematic view showing a stator manufacturing apparatus according to a first modification. In addition, about the part similar to said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
本変形に係る固定子の製造装置102は、(固定子組立機構30と)押圧機構150と、回転機構160と、を有して構成されている。ここで、押圧機構150は、押圧部150bを有して構成されている。また、押圧部150bは円柱状に形成されており、押圧面150sを有している。そして、押圧機構150は、押圧部150bがその軸方向に沿って移動できるように構成されている(図9の矢印A参照)。
The
また、回転機構160は、固定子鉄心10を、周方向へ回転させるためのものであり、固定台160dと、円柱形状を有する二つのローラ160r、160rと、を有して構成されている。また、ローラ160r、160rは、回転軸を中心にその周方向へ回転可能となるように固定台160dの上部へ設置されている。そして、固定子鉄心10は、ローラ160r、160rの回転軸の軸方向が、固定子鉄心10の軸方向に一致するように、回転機構160の上部へ設置され、ローラ160r、160rが回転することによって、固定子鉄心10(及びコイル20)が(固定子鉄心10の)周方向に回転するようになっている(図9の矢印C参照)。
The
これにより、コイルエンド部20e(20f)の巻線方向にあわせて、回転機構160のロ−ラ160r、160rを回転させながら、押圧部150bによってコイルエンド部20e(20f)を固定子鉄心10の軸方向について押圧することになる。すなわち、固定子の製造装置102においては、押圧機構150(回転速度:0)と、固定子鉄心10(回転速度:ローラ160r、160rの回転速度)とで、周方向への相対的な回転速度差が生じるように、固定子鉄心10が回転しつつ、押圧機構150がコイルエンド部20e(20f)を固定子鉄心10の軸方向について押圧する。
As a result, the
そして、固定子の製造方法の第2工程においては、回転機構160(ローラ160r、160r)を用いて、固定子鉄心10を、固定子鉄心10の周方向へ回転させつつ、押圧機構150を用いて、コイルエンド部20eを固定子鉄心10の軸方向について押圧する。このような構成にすることによっても、回転電機を小型化することができ、且つ、コイル表面の健全性が高い固定子を製造することができる。なお、第1工程については、上記の実施形態と同様であるために説明を省略する。
In the second step of the stator manufacturing method, the rotation mechanism 160 (
(第2変形例)
次に、上記の実施形態に係る固定子の製造方法及び製造装置の第2変形例について、図10を参照しながら、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明する。図10は第2変形例に係る固定子の製造装置を示す斜視説明概略図である。なお、上記の実施形態と同様の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
(Second modification)
Next, a second modification of the stator manufacturing method and manufacturing apparatus according to the above embodiment will be described with reference to FIG. 10, focusing on differences from the above embodiment. FIG. 10 is a perspective explanatory schematic view showing a stator manufacturing apparatus according to a second modification. In addition, about the part similar to said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
本変形に係る固定子の製造装置202は、(固定子組立機構30と)押圧機構250と、回転機構260と、を有して構成されている。ここで、押圧機構250は、支持部250aと押圧部250bとを有して構成されている。
The
また、支持部250aは、固定子鉄心10を下方から支持しつつ、固定子鉄心10の軸方向に沿って移動できるようになっている(図10の矢印E参照)。すなわち、押圧機構250(支持部250a)により、固定子鉄心10(及びコイル20)が、その軸方向に沿って移動できるようになっている(図10の矢印D参照)。また、押圧部250bは円柱状に形成されており、押圧面250sを有し、基部に対して固定設置されている。ここで、基部は支持部250aと押圧部250bとで共通のものである。
Moreover, the
また、回転機構260は、固定子鉄心10を、周方向へ回転させるためのものであり、円柱形状を有する二つのローラ260r、260rを有して構成されている。また、ローラ260r、260rは回転軸を中心にその周方向へ回転可能となるように支持部250aの上部へ設置されている。そして、固定子鉄心10は、ローラ260r、260rの回転軸の軸方向が、固定子鉄心10の軸方向に一致するように、回転機構260の上へ設置され、ローラ260r、260rが回転することによって、固定子鉄心10(及びコイル20)が周方向に回転するようになっている(図10の矢印C参照)。
The
これにより、コイルエンド部20e(20f)の巻線方向にあわせて、回転機構260のロ−ラ260r、260rを回転させながら、押圧機構(支持部250a、押圧部250b)によってコイルエンド部20e(20f)を軸方向について押圧することになる。すなわち、固定子の製造装置202においては、押圧部250b(回転速度:0)と、固定子鉄心10(回転速度:ローラ260r、260rの回転速度)とで、周方向への相対的な回転速度差が生じるように、固定子鉄心10が回転しつつ、押圧機構250がコイルエンド部20e(20f)を固定子鉄心10の軸方向について押圧する。
Thus, the
そして、固定子の製造方法の第2工程においては、回転機構260(ローラ260r、260r)を用いて、固定子鉄心10を、固定子鉄心10の周方向へ回転させつつ、押圧機構250を用いて、コイルエンド部20eを固定子鉄心10の軸方向について押圧する。このような構成にすることによっても、回転電機を小型化することができ、且つ、コイル表面の健全性が高い固定子を製造することができる。なお、第1工程については、上記の実施形態と同様であるために説明を省略する。
(第3変形例)
次に、上記の実施形態に係る固定子の製造方法及び製造装置の第2変形例について、図11を参照しながら、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明する。図11は第3変形例に係る固定子の製造装置を示す斜視説明概略図である。なお、上記の実施形態と同様の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。上記の実施形態に係る製造工程では、固定子鉄心10は、その軸方向が水平方向となるように配置されているが、本変形例では、固定子鉄心10は、軸方向が鉛直方向となるように配置される。
In the second step of the stator manufacturing method, the rotation mechanism 260 (
(Third Modification)
Next, a second modification of the stator manufacturing method and manufacturing apparatus according to the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a perspective explanatory schematic view showing a stator manufacturing apparatus according to a third modification. In addition, about the part similar to said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. In the manufacturing process according to the above embodiment, the
本変形に係る固定子の製造装置302は、(固定子組立機構30と)押圧機構350と、回転機構360と、を有して構成されている。また、回転機構360は、固定支持部360aと、軸360bとを有して構成されている。押圧部350bは円柱状に形成されており、押圧面350sを有している。そして、押圧部350bは、固定子鉄心10の軸方向に沿って移動できるようになっている(図11の矢印F参照)。固定支持部360aは、スロット10sへコイル20が取り付けられた状態の固定子鉄心10を、回転しないように、且つ、軸方向押圧力に耐えられるように固定しつつ、下方から支持するものであり、コイルエンド部20fを受け入れ可能となるように筒状に形成され、基部に対して固定設置されている。
The
そして、回転機構360(軸360b)を用いて、回転押圧部350bを、固定子鉄心10の周方向へ回転させつつ、押圧機構350(回転押圧部350b)によって、コイルエンド部20eを固定子鉄心10の軸方向について押圧する。すなわち、固定子の製造装置302においては、回転押圧部350bと、固定子鉄心10とで、周方向への相対的な回転速度差が生じるように、回転押圧部350b(押圧機構350)を回転させつつ、コイルエンド部20eを、固定子鉄心10の軸方向について押圧している。
Then, the
そして、固定子の製造方法の第2工程においては、回転機構360(軸360b)を用いて、固定子鉄心10を、固定子鉄心10の周方向へ回転させつつ、押圧機構350を用いて、コイルエンド部20eを固定子鉄心10の軸方向について押圧する。このような構成にすることによっても、回転電機を小型化することができ、且つ、コイル表面の健全性が高い固定子を製造することができる。なお、第1工程については、上記の実施形態と同様であるために説明を省略する。
(第4変形例)
次に、上記の実施形態に係る固定子の製造方法及び製造装置の第4変形例について、図12を参照しながら、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明する。図12は第4変形例に係る固定子の製造装置を示す斜視説明概略図である。なお、上記の実施形態と同様の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。上記の実施形態に係る製造工程では、固定子鉄心10は、その軸方向が水平方向となるように配置されているが、本変形例では、固定子鉄心10は、軸方向が鉛直方向となるように配置される。
And in the 2nd process of the manufacturing method of a stator, while rotating
(Fourth modification)
Next, a fourth modification of the stator manufacturing method and the manufacturing apparatus according to the above embodiment will be described with a focus on differences from the above embodiment with reference to FIG. FIG. 12 is a perspective explanatory schematic view showing a stator manufacturing apparatus according to a fourth modification. In addition, about the part similar to said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. In the manufacturing process according to the above embodiment, the
本変形に係る固定子の製造装置402は、(固定子組立機構30と)押圧機構450と、二つの回転機構460、460と、を有して構成されている。ここで、押圧機構450は、支持部450aと押圧部450bとを有して構成されている。
The
支持部450aは、スロット10sへコイル20が取り付けられた状態の固定子鉄心10を、軸方向押圧力に耐えられるように固定しつつ、下方から支持するものであり、コイルエンド部20fを受け入れ可能となるように筒状に形成され、基部に対して固定設置されている。支持部450aは基部に対して固定されているが、支持部450aに固定子鉄心10(及びコイル20)が設置されたときに、支持部450aに対して、固定子鉄心10が周方向に回転可能となるように構成されている。また、押圧機構450は、押圧部450bが固定子鉄心10の軸方向に沿って移動できるように構成されている(図12の矢印G参照)。また、押圧部450bは円柱状に形成されており、押圧面450sを有している。
The
また、二つの回転機構460、460は、固定子鉄心10を、周方向へ回転させるためのものであり、それぞれが、円柱形状を有する二つのローラ460r、460rを有して構成されている。また、ローラ460r、460rは回転軸を中心にその周方向へ回転可能となるように固定台460dへ設置されている。そして、固定子鉄心10は、ローラ460r、460rの回転軸の軸方向(鉛直方向に一致)が、固定子鉄心10の軸方向に一致し、且つ、計4つのローラ460rと固定子鉄心10とが接触するように、二つの回転機構460、460の間に設置され、それぞれの回転機構460においてローラ460r、460rが回転することによって、固定子鉄心10(及びコイル20)が周方向に回転するようになっている(図12の矢印H参照)。
The two
これにより、コイルエンド部20e(20f)の巻線方向にあわせて、回転機構460のロ−ラ460r、460rを回転させながら、押圧機構(支持部450a、押圧部450b)によってコイルエンド部20e(20f)を軸方向について押圧することになる。すなわち、固定子の製造装置402においては、押圧部450bと、固定子鉄心10とで、周方向への相対的な回転速度差が生じるように、固定子鉄心10が回転しつつ、押圧機構450がコイルエンド部20e(20f)を固定子鉄心10の軸方向について押圧する。
Thus, the
そして、固定子の製造方法の第2工程においては、回転機構460(ローラ460r、460r)を用いて、固定子鉄心10を、固定子鉄心10の周方向へ回転させつつ、押圧機構450を用いて、コイルエンド部20eを固定子鉄心10の軸方向について押圧する。このような構成にすることによっても、回転電機を小型化することができ、且つ、コイル表面の健全性が高い固定子を製造することができる。なお、第1工程については、上記の実施形態と同様であるために説明を省略する。
In the second step of the method for manufacturing the stator, the
(第2実施形態)
次に、本発明に係る固定子鉄心の製造方法の第2実施形態について、上記の実施形態及びその変形例と異なる部分を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the method for manufacturing a stator core according to the present invention will be described focusing on differences from the above-described embodiment and its modifications.
上記の実施形態では、まず、固定子鉄心10の外部でコイル20を形成してから、そのコイル20を固定子鉄心10のスロット10sへと挿入している。しかし、本実施形態では、巻線機を用いて、導線(コイル素線)を固定子鉄心10のスロット10sへ直接巻き回すことでコイル20を形成する。以下、本実施形態に係る固定子の製造方法について説明する。
In the above embodiment, first, the
(第1工程)
まず、巻線機(図示せず)により、筒状の固定子鉄心10(図2参照)の内側へ導線20aを挿入し、固定子鉄心10に形成された複数のスロット10sの内部へ導線20aを配置する。そして、さらに導線20aを巻き回して、固定子鉄心10の内部においてコイル20を形成する(図5参照)。その結果、固定子鉄心10の内周部のスロット10sへコイル20が取り付けられた状態となる(図5、6参照)。本実施形態においては、第1工程は以上のような内容となる。
(First step)
First, the
第2工程については、上記の実施形態(変形例を含む)と同様であるために説明を省略する。 Since the second step is the same as that in the above-described embodiment (including the modified example), description thereof is omitted.
このような構成にすることによっても、回転電機を小型化することができ、且つ、コイル表面の健全性が高い固定子を製造することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to reduce the size of the rotating electrical machine and manufacture a stator having high coil surface soundness.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims.
例えば、上記の実施形態においては、押圧機構のみ又は固定子鉄心のみが回転しているが、このような形態には限られず、押圧機構及び固定子鉄心の少なくともいずれか一方が回転していればよい。そのため、押圧機構及び固定子鉄心の両方が(異なる回転速度で)回転していてもよい。 For example, in the above-described embodiment, only the pressing mechanism or only the stator core is rotating. However, the present invention is not limited to such a configuration, and at least one of the pressing mechanism and the stator core is rotating. Good. Therefore, both the pressing mechanism and the stator core may be rotating (at different rotational speeds).
また、本発明に係る固定子を、運搬作業用リフティングマグネットを搭載する建設機械の発電機へ用いることにより、当該発電機を小型化することができる。 Moreover, the generator can be reduced in size by using the stator according to the present invention for a generator of a construction machine equipped with a lifting magnet for carrying work.
また、本発明に係る固定子に使用するワニスに熱伝達率の高いシリカを混入することで、放熱性能等が向上する。 Moreover, heat dissipation performance etc. improve by mixing a silica with a high heat transfer rate into the varnish used for the stator which concerns on this invention.
1 固定子
2、102、202、302、402 固定子の製造装置
10 固定子鉄心
10s スロット
20 コイル
20e、20f コイルエンド部
50、150、250、350、450 押圧機構
60、160、260、360、460 回転機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 2,102,202,302,402
Claims (2)
前記固定子鉄心の内周部において軸方向に沿って溝状に形成され且つ周方向に配置された複数のスロットへ、前記コイルが取り付けられた状態とする第1工程と、
前記軸方向について前記コイルが前記固定子鉄心から突出した部分であるコイルエンド部に対して押圧力を与えるための押圧機構、及び、前記固定子鉄心の少なくともいずれか一方を、前記押圧機構と前記固定子鉄心とで前記周方向への相対的な回転速度差が生じるように回転させつつ、前記押圧機構によって前記コイルエンド部を前記軸方向について押圧する第2工程と、を有することを特徴とする固定子の製造方法。 A stator manufacturing method including a stator core formed in a cylindrical shape and a coil formed by winding a conducting wire,
A first step in which the coil is attached to a plurality of slots formed in a groove shape along the axial direction in the inner peripheral portion of the stator core and arranged in the circumferential direction;
A pressing mechanism for applying a pressing force to a coil end portion, which is a portion in which the coil protrudes from the stator core in the axial direction, and at least one of the stator core, the pressing mechanism and the A second step of pressing the coil end portion in the axial direction by the pressing mechanism while rotating the stator core so as to produce a relative rotational speed difference in the circumferential direction. To manufacture a stator.
前記固定子鉄心の内周部において軸方向に沿って溝状に形成され且つ周方向に配置された複数のスロットへ、前記コイルが取り付けられた状態とする固定子組立機構と、
前記軸方向について前記コイルが前記固定子鉄心から突出した部分であるコイルエンド部に対して、前記軸方向についての押圧力を与える押圧機構と、
前記押圧機構及び前記固定子鉄心の少なくともいずれか一方を、前記押圧機構と前記固定子鉄心とで前記周方向への相対的な回転速度差が生じるように回転させる回転機構と、を有し、
前記回転機構によって前記押圧機構または前記固定子鉄心を回転させつつ、前記押圧機構によって前記コイルエンド部を前記軸方向について押圧するようにした固定子の製造装置。 A stator manufacturing apparatus for manufacturing a stator having a stator core formed in a cylindrical shape and a coil formed by winding a conducting wire,
A stator assembly mechanism in which the coil is attached to a plurality of slots formed in a groove shape along the axial direction in the inner circumferential portion of the stator core and arranged in the circumferential direction;
A pressing mechanism that applies a pressing force in the axial direction to a coil end portion that is a portion in which the coil protrudes from the stator core in the axial direction;
At least one of the pressing mechanism and the stator core, have a, a rotation mechanism for rotating such relative rotational speed difference to the circumferential direction is generated between the pressing mechanism and the stator core,
The stator manufacturing apparatus configured to press the coil end portion in the axial direction by the pressing mechanism while rotating the pressing mechanism or the stator iron core by the rotating mechanism .
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