JP5319407B2 - Press-fitting device and method for manufacturing stator of axial gap type rotating electrical machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、回転電機に使用されるステータを組み立てる際に使用される圧入装置及びアキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法に関する。 The present invention relates to, for example, a press-fitting device used when assembling a stator used in a rotating electrical machine and a method for manufacturing a stator of an axial gap rotating electrical machine.
従来、アキシャルギャップ型の回転電機に使用されるステータが多数提案されている。例えば、特許文献1には、電磁コイルが導電性を有し、かつ、互いに導通すべき先端同士を溶接して接合した複数本の導電バー(コイルピース)からなるアキシャルギャップ型の回転電機が開示されている。この回転電機は、電磁コイルを導体バーにより構成することで、通常の電磁コイルを固定子鉄心に巻回する際の巻線工程を簡略化させ生産性の向上を図ることが示されている。電磁コイルは、固定子鉄心の外周縁部及び内周縁部において、各スロットに装着された6つの導電バーの先端同士を溶接して、コイルエンドを形成している。
Conventionally, many stators used in an axial gap type rotating electrical machine have been proposed. For example,
このようなアキシャルギャップ型の回転電機の電磁コイルは、円環状の固定子鉄心に放射状に形成された多数の溝状のスロットに、各導電バーを挿入させることにより、導電バーを円周方向に対して位置決めさせて組み付けている。 The electromagnetic coil of such an axial gap type rotating electrical machine has a conductive bar inserted in a circumferential direction by inserting each conductive bar into a number of groove-like slots formed radially in an annular stator core. It is positioned and assembled with respect to it.
また、電磁コイルの導電性セグメント(コイルピース)の端部を溶接する際に、溶接対象の導電性セグメントの端部を治具で締め付けて位置決めを行う方法としては、例えば、特許文献2に開示された導電性セグメントの自由端の溶接箇所の配置方法が知られている。
この導電性セグメントの自由端の溶接箇所の配置方法は、ラックによって90度回転することが可能なピニオンを有するロッドに3つの歯を形成して、その3つの歯の間に導電性セグメントの端部を介在させることにより、溶接対象の端部をラジアル方向に位置決めする方法である。
Moreover, when welding the edge part of the electroconductive segment (coil piece) of an electromagnetic coil, as a method of positioning by clamping the edge part of the electroconductive segment of welding object with a jig | tool, it is disclosed by
The method for arranging the welded portion at the free end of the conductive segment is to form three teeth on a rod having a pinion that can be rotated 90 degrees by a rack, and the end of the conductive segment between the three teeth. This is a method of positioning the end portion of the welding object in the radial direction by interposing the portion.
しかしながら、前記特許文献1に記載の回転電機は、電磁コイルの導電バーを、固定子鉄心に形成された溝状のスロットに挿入させることによって、円周方向に対してのみ位置決めする構造であるので、スロットに挿入した状態が異なると、導電バーの溶接箇所を軸心方向に対して位置決めすることができないという問題点があった。
つまり、導電バーの端部の溶接箇所が軸心方向にずれているので、溶接する際に、多数ある各導電バーの端部を1つずつ位置合わせしてから順次に溶接しなければならない。このため、特許文献1の回転電機は、作業効率が悪く、作業時間及び作業工数が増大して、コストアップになっていた。
However, the rotating electrical machine described in
That is, since the welded portion of the end portion of the conductive bar is shifted in the axial direction, the end portions of the many conductive bars must be aligned one by one before welding. For this reason, the rotating electrical machine disclosed in
また、前記特許文献2に記載の導電性セグメントの溶接箇所の配置方法は、ロッドを90度回転させて、3つの歯の間に導電性セグメントの端部を介在させることによりラジアル方向に位置決めする際に、各導電性セグメントの位置がラジアル方向に対して揃っていなければ、各導電性セグメントを歯の間に挿入させることはできない。
このため、歯の間に導電性セグメントを挿入させるために、各導電性セグメントの端部をラジアル方向に1つずつ揃える必要があり、前記特許文献1の発明と同様、作業効率が悪く、作業時間及び作業工数が増大して、コストアップの要因になっていた。
Moreover, the arrangement method of the welding location of the electroconductive segment of the said
For this reason, in order to insert the conductive segments between the teeth, it is necessary to align the end portions of the respective conductive segments one by one in the radial direction. Time and work man-hours have increased, which has been a factor in increasing costs.
さらに、特許文献1及び特許文献2に記載の発明は、溶接する際に、溶接するコイルエンドの1箇所1箇所を順次に接合しているので、溶接作業時間がかかり、溶接作業の作業効率が悪く、コストアップになるという問題点があった。
Furthermore, in the inventions described in
そこで、本発明は、前記問題点を解消すべく発明されたものであり、周方向に配列された複数の作業対象部品(ステータコイル)を一度に位置決めして保持及び圧入することができる圧入装置及びアキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention has been invented to solve the above-mentioned problems, and is a press-fitting device capable of positioning, holding and press-fitting a plurality of work target parts (stator coils) arranged in the circumferential direction at a time. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a stator for an axial gap type rotating electrical machine.
前記課題を解決するために、請求項1に記載の圧入装置は、周方向に配列された複数の作業対象部品を下側から保持する保持部材と、前記保持部材を下側から支える台座と、前記作業対象部品に外嵌される環状の圧入部材と、前記圧入部材を下側へ押圧する押圧手段と、を備え、前記作業対象部品に前記圧入部材を上側から下降させて圧入させることにより前記作業対象部品を整列させる圧入装置であって、前記作業対象部品は、アキシャルギャップ型回転電機のベース部材の外周部に周方向に配列された複数のコイルピースと、隣り合う前記コイルピース同士の先端部の間にそれぞれ設けた接続端子と、を備え、前記圧入部材の内周面には、前記押圧手段によって当該圧入部材に加えられた押圧力を、前記作業対象部品を径方向へ押圧する押圧力に変換するテーパ面が形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the press-fitting device according to
かかる構成によれば、圧入装置は、周方向に配列された複数の作業対象部品の外周に、環状の圧入部材を押圧手段で押圧することによって圧入すると、圧入部材の内周面に形成されたテーパ面が各作業対象部品を軸心方向に移動させて整える。したがって、圧入部材は、テーパ面により、各作業対象部品の外周側の先端部を圧入部材の内側に一度に整列させて位置決めさせることができる。なお、テーパ面は、一定の傾きで連続して形成されているので、テーパ面に接触する作業対象部品を、テーパ面の傾きに比例して増大する押圧力によって押圧しながら移動させる。このため、作業対象部品は、意図しない過大な押圧力が負荷されて、破断したり、破損したりすることがない。
また、かかる構成によれば、アキシャルギャップ型回転電機のコイルピースと接続端子とを組み付ける際に、両者を容易に整列させて組み付けることができる。
According to this configuration, the press-fitting device is formed on the inner peripheral surface of the press-fitting member when the annular press-fitting member is pressed onto the outer periphery of the plurality of work target components arranged in the circumferential direction by pressing the pressing member. The tapered surface adjusts each work object by moving it in the axial direction. Therefore, the press-fitting member can be positioned by aligning the outer peripheral end of each work target part at the same time inside the press-fitting member by the tapered surface. Since the taper surface is continuously formed with a certain inclination, the work target component that contacts the taper surface is moved while being pressed by a pressing force that increases in proportion to the inclination of the taper surface. For this reason, an unintended excessive pressing force is applied to the work target component, and the work target component is not broken or damaged.
Moreover, according to this structure, when assembling the coil piece and connection terminal of an axial gap type rotary electric machine, both can be easily aligned and assembled.
請求項2に記載の圧入装置は、請求項1に記載の圧入装置であって、前記テーパ面は、前記圧入部材が前記作業対象部品に外嵌された際に、前記圧入部材が最初に前記作業対象部品に接触する始端部側から前記圧入部材が最後に前記作業対象部品に接触する終端部側へ向かうのに連れて縮径して形成されていることを特徴とする。
The press-fitting device according to
かかる構成によれば、テーパ面は、圧入部材が始端部側から終端部側へ向かうのに連れて径方向の長さが短く形成されていることによって、圧入部材が作業対象部品に外嵌されて終端部側へ移動するのに伴って、周方向に配列された各作業対象部品を軸心方向に移動させて、各作業対象部品の外周側端部を同じ外径の位置に整列させることができる。 According to such a configuration, the tapered surface is formed so that the length in the radial direction is shortened as the press-fitting member moves from the start end side toward the end end side, so that the press-fitting member is externally fitted to the work target component. As a result, the work target parts arranged in the circumferential direction are moved in the axial direction so that the outer peripheral side end parts of the work target parts are aligned at the same outer diameter position. Can do.
請求項3に記載の圧入装置は、請求項2に記載の圧入装置であって、前記圧入部材の内周面には、前記終端部から当該圧入部材の上面との間に、前記作業対象部品に外嵌される外嵌部材を配置するための環状の段差部が形成されていることを特徴とする。
The press-fitting device according to claim 3 is the press-fitting device according to
かかる構成によれば、圧入部材の内周面は、終端部から上面との間に、作業対象部品に外嵌される外嵌部材が配置される環状の段差部を有することにより、テーパ面の終端を越えて、さらに、圧入部材を作業対象部品に外嵌させることによって、外嵌部材を作業対象部品の外側に自動的にキッチリと装着させることができる。 According to such a configuration, the inner peripheral surface of the press-fitting member has an annular stepped portion in which the outer fitting member to be fitted on the work target component is disposed between the terminal portion and the upper surface, so that the tapered surface is By passing the press-fitting member over the work target part beyond the end, the external fitting member can be automatically and tightly mounted on the outside of the work target part.
請求項4に記載のアキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法は、個片化され周方向に配列された複数のコイルピースと、隣り合う前記コイルピース同士の端部の間にそれぞれ設けた接続端子と、を備えたアキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法であって、隣り合う前記コイルピース間に前記接続端子をそれぞれ配置して仮位置決めする仮位置決め工程と、前記仮位置決めされた各接続端子に環状の圧入部材を外嵌させることによって前記各接続端子を軸心方向へ移動させて縮径させる圧入工程と、前記圧入部材から前記接続端子に加える縮径力を開放させる開放工程と、前記接続端子に環状の外嵌部材を外嵌させて前記接続端子を保持させる保持工程と、を含むことを特徴とする。 The method of manufacturing a stator for an axial gap type rotating electrical machine according to claim 4 includes: a plurality of coil pieces that are separated into pieces and arranged in a circumferential direction; and a connection that is provided between ends of the adjacent coil pieces. A stator for an axial gap type rotating electrical machine comprising a terminal, a temporary positioning step of temporarily positioning the connection terminals between the adjacent coil pieces, and the provisionally positioned connections. A press-fitting step for reducing the diameter by moving each connection terminal in the axial direction by fitting an annular press-fitting member to the terminal; and an opening step for releasing a diameter reduction force applied to the connection terminal from the press-fitting member; A holding step of holding the connection terminal by fitting an annular outer fitting member to the connection terminal.
かかる構成によれば、圧入工程では、コイルピース間に仮位置決めされた各接続端子に環状の圧入部材を外嵌させることによって、各接続端子を軸心方向へ移動させて整列させ、一度に多数の接続端子とコイルピースとを圧入部材の内側に位置決めして保持することができる。つまり、接続端子とコイルピースとを機械的に保持する保持作業と、それらを電気的に接続する接続作業とを1工程で行うことができる。
開放工程では、圧入部材から接続端子に加える縮径力を開放させるので、コイルピース及び接続端子に過大な押圧力が加わることを防止して、コイルピースが押圧力によって塑性変形されるのを防止することができる。つまり、圧入部材は、コイルピースを所定形状の状態に維持しながら適度な押圧力でコイルピース及び接続端子を縮径させて整えることができる。
保持工程では、各接続端子に環状の外嵌部材を外嵌させることによって、それぞれの接続端子及びコイルピースを圧入工程で位置決めした状態に一度に機械的に保持して、接続端子が脱落しないようにキッチリと外嵌部材を装着させることができる。さらに、溶接手段を使用せずに、接続端子とコイルピースとを一度に電気的に接続した状態に保持することができる。
According to such a configuration, in the press-fitting process, the annular press-fitting members are externally fitted to the connection terminals temporarily positioned between the coil pieces, so that the connection terminals are moved and aligned in the axial direction. The connection terminal and the coil piece can be positioned and held inside the press-fitting member. That is, the holding operation for mechanically holding the connection terminal and the coil piece and the connection operation for electrically connecting them can be performed in one step.
In the opening process, the diameter reducing force applied from the press-fitting member to the connection terminal is released, so that an excessive pressing force is prevented from being applied to the coil piece and the connection terminal, and the coil piece is prevented from being plastically deformed by the pressing force. can do. That is, the press-fitting member can be prepared by reducing the diameter of the coil piece and the connection terminal with an appropriate pressing force while maintaining the coil piece in a predetermined shape.
In the holding process, by fitting an annular outer fitting member to each connection terminal, the respective connection terminals and coil pieces are mechanically held at the same time in the press-fitting process so that the connection terminals do not fall off. A tight fit and an external fitting member can be attached. Furthermore, it is possible to keep the connection terminal and the coil piece electrically connected at a time without using welding means.
本発明の請求項1に係る圧入装置によれば、周方向に配列された複数の作業対象部品の外周に、内周面にテーパ面を有する環状の圧入部材を押圧手段で圧入することによって、各作業対象部品を軸心方向に押圧して位置決めすることができると共に、各作業対象部品を機械的に保持することも可能である。各作業対象部品の1つ1つを一度に、かつ、作業対象部品の全部を均一に押圧した状態で位置決めできることによって、位置決め作業を簡素化して、位置決め作業時間を大幅に短縮し、作業効率を向上させて、コストダウンを図ることができる。
また、本発明の請求項1に係る圧入装置によれば、アキシャルギャップ型回転電機のコイルピース及び接続端子を容易に整列させて位置決めし、組付作業を簡略化することができる。
According to the press-fitting device according to
Further, according to the press-fitting device according to
本発明の請求項2に係る圧入装置によれば、圧入装置は、圧入部材が作業対象部品に外嵌させた際に、周方向に配列された各作業対象部品を軸心方向に移動させるテーパ面を有することによって、作業対象部品が多数あったとしても、数に関係なく、全部の作業対象部品の外周側端部を圧入部材の内側の位置に、一度に自動的に位置決めさせることができる。
According to the press-fitting device according to
本発明の請求項3に係る圧入装置によれば、圧入装置は、圧入部材の内周面に、作業対象部品が外嵌される外嵌部材を配置するための段差部を有することにより、圧入部材を作業対象部品に外嵌させることによって、整列させた状態の作業対象部品に外嵌部材を容易に外嵌させて、位置決めした状態に保持することができる。 According to the press-fitting device according to claim 3 of the present invention, the press-fitting device has a stepped portion on the inner peripheral surface of the press-fitting member for disposing the outer fitting member on which the work target component is fitted. By externally fitting the member to the work target component, the external fit member can be easily externally fitted to the aligned work target component and held in a positioned state.
本発明の請求項4に係るアキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法によれば、仮位置決めされた各接続端子に圧入部材を外嵌させることによって、各接続端子を軸心方向へ移動させて縮径させ、一度に多数の接続端子の端部を均一な状態に位置決めして整列させることができる。このため、位置決め作業を簡素化して、位置決め作業時間を大幅に短縮し、作業効率を向上させて、コストダウンを図ることができる。
また、接続端子に環状の外嵌部材を外嵌させることによって、接続端子を位置決めした状態に、溶接手段を使用せずに機械的に保持させることができると共に、電気的に接続することも可能である。
このため、本発明は、簡素な構成で接続端子同士を接続する接続部の信頼性を確保しつつ、組付工数を削減して製作性及び生産性を大幅に向上させることができる。
According to the method of manufacturing a stator for an axial gap type rotating electrical machine according to claim 4 of the present invention, each connection terminal is moved in the axial direction by fitting a press-fit member to each temporarily positioned connection terminal. The diameter can be reduced, and the end portions of a large number of connection terminals can be positioned and aligned in a uniform state at a time. For this reason, the positioning operation can be simplified, the positioning operation time can be greatly shortened, the working efficiency can be improved, and the cost can be reduced.
In addition, by fitting an annular outer fitting member to the connection terminal, the connection terminal can be mechanically held without positioning using the welding means, and can be electrically connected. It is.
For this reason, the present invention can significantly improve the productivity and productivity by reducing the number of assembling steps, while ensuring the reliability of the connecting portion connecting the connection terminals with a simple configuration.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態を説明する。
なお、圧入装置1は、周方向に配列された複数の部品を軸心方向に対して位置決めして保持する部品であれば、あらゆる種類の部品の組立ての際に利用することが可能であるが、その一例として、図1に示すアキシャルギャップ型回転電機のステータ2を製造する場合を例に挙げて説明する。なお、ステータ2及び圧入装置1(図8参照)は、設置状態によって上下左右の向きが変化するが、便宜上、その向きを水平状態に記載してある。
まず、その圧入装置1を説明する前に、アキシャルギャップ型回転電機のステータコイル20を説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
The press-fitting
First, before explaining the press-fitting
≪ステータの構成≫
図2に示すように、ステータ2は、アキシャルギャップ型回転電機の固定子である。このステータ2は、円環状のベース部材21と、この円環状のベース部材21に配設される複数のコイルピース22と、隣り合うコイルピース22同士の先端部22b(端部)の間にそれぞれ設けられる接続端子23と、この接続端子23に外嵌されるリング部材24(外嵌部材)と、このリング部材24及びベース部材21が載設される下ケース25と、この下ケース25とでリング部材24を挟持する外枠ケース26と、下ケース25とでベース部材21を挟持する内枠ケース27と、下ケース25と外枠ケース26とを固定する外枠用締結部材28と、下ケース25と内枠ケース27とを固定する内枠用締結部材29と、を備えている。なお、このステータ2は、図示しないロータと対面した状態で配置され、各相のコイルピース22の給電入力端子接続部22c(図4(a)参照)に、U相入力端子U、W相入力端子W、V相入力端子V(図5(a)参照)を介して、ベース部材21の中央に配置される給電システム(図示省略)と接続された状態で、例えば、車両の駆動モータ、または、車両の車輪の所定位置に設置して使用される。
≪Configuration of stator≫
As shown in FIG. 2, the
≪ステータコイル(作業対象部品)の構成≫
ステータコイル20は、アキシャルギャップ型回転電機の巻線を形成する部材であり、多数のコイルピース22と、各コイルピース22を接続するための接続端子23と、によってコイルループを形成している。
≪Structure of stator coil (work target part) ≫
The
≪ベース部材の構成≫
図2に示すように、ベース部材21は、円環板状で合成樹脂等の絶縁材料から形成されており、内周縁部近傍に所定間隔で、ボルト挿入孔21aが形成されている。ベース部材21の外周部には、多数のコイルピース22を所定間隔で外周方向に向けて配設するための多数の溝状の係止部21b(図5(a)参照)が形成されている。
≪Configuration of base member≫
As shown in FIG. 2, the
≪コイルピースの構成≫
コイルピース22は、個片化された多数の導電板をベース部材21の外周部から所定間隔でステータ2の周方向に略放射状に配列され、図3に示すように、各先端部22bが後記する接続端子23によって接続されて多数連続した状態に組み付けられている(図5(a)、(b)及び図6(a)参照)。コイルピース22は、それぞれ後記する中間用コイルピース221と、互いに同じ形状の給電入力用コイルピース222(図4(a)参照)及び給電出力用コイルピース223(図4(a)参照)と、切換端子接続部22dの突出方向が互いに異なる切換用コイルピース224(図4(b)参照)及び切換用コイルピース225(図4(c)参照)と、の四種類の形状の導電板を連続して接続してなる。それらを接続したコイルピース22は、ベース部材21に3本配置されて、U相、V相及びW相の各相のコイルループを形成するように設けられている。前記四種類のコイルピース22は、いずれも基端部22a及び先端部22bを露出し、基端部22aと先端部22bとの間を熱収縮性絶縁部材22e(図4(a)〜(c)参照)等の絶縁体で覆われて保護されている。
≪Composition of coil piece≫
The
図3に示すように、ステータコイル20の中間部分を形成する中間用コイルピース221は、先端部22b側が側面視して上下に二分された状態に切り込まれて切断され、その二分された先端部22b,22bが水平方向に開脚するように、平面視して略Y字状の導電板からなる。このような形状のコイルピース22は、ベース部材21と接続端子23との間に組み付けられることによって、U相、V相及びW相を構成する多数のコイルピース22が上下に二段に積設された状態に、水平に周方向に配列されている。コイルピース22は、平面視してコイルピース22の各先端部22b,22b間に接続端子23が挿入されて、先端部22bが接続端子23の厚さ間隔に配置されると共に、基端部22aを係止部21bに差し込むことにより、基端部22aが係止部21bの配置間隔に配置されている。各相の中間用コイルピース221は、ベース部材21の周囲をジグザグに左回りに3周、右回りに3周の合計6周するように連設されている。
As shown in FIG. 3, the
図5(a)に示すように、給電入力用コイルピース222及び給電出力用コイルピース223は、多数配列された各相の中間用コイルピース221のコイルエンドに配置される。給電入力用コイルピース222及び給電出力用コイルピース223は、基端部22aに給電入力端子接続部22cを有し、先端部22b側が、平面視して略Y字状の前記中間用コイルピース221の一方の先端部22bを切り落とした形状に形成されている(図4(a)及び図7参照)。
U相、V相及びW相用の給電入力用コイルピース222の各給電入力端子接続部22cには、U相入力端子U、W相入力端子W、及び、V相入力端子Vが接続されている。U相、V相及びW相用の給電出力用コイルピース223の各給電出力端子接続部22fには、スター結線Nがそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 5A, the power supply
A U-phase input terminal U, a W-phase input terminal W, and a V-phase input terminal V are connected to each of the feed input
切換用コイルピース224,225は、流れる電流の方向を左回りから右回りに切り換えるための切換端子接続部22dを基端部22aに有する導電板である。切換用コイルピース224,225は、ベース部材21の周囲に左3周右3周するよう配列された各相の中間用コイルピース221の中間位置である第3周目の位置に配置される(図4(b)、(c)及び図7参照)。
The switching
<接続端子の構成>
図5(a)、(b)及び図6(a)に示すように、接続端子23は、前記上下に二段に配置されたコイルピース22の先端部22b,22b同士を電気的に接続して所定間隔に支持するための部材である。この接続端子23は、コイルピース22の先端部22b,22bの上下一側面に接触して設置されて、隣り合うコイルピース22を導通させる導電部材23aと、円周方向に隣り合うコイルピース22同士の先端部22b,22bの間にそれぞれ設置されて絶縁する絶縁部材23bと、を備えて構成されている。
<Configuration of connection terminal>
As shown in FIGS. 5 (a), 5 (b) and 6 (a), the
導電部材23aは、例えば、コイルピース22の上側の先端部22bと下側の先端部22bとに接触して導通させる銅製の平板部材からなり、図6(b)に示すように、絶縁部材23bの内側側面に接着剤等によって接着されている。
図5(b)及び図6(a)に示すように、絶縁部材23bは、コイルピース22の先端部22bの一側面に接触した導電部材23aと、この導電部材23aに隙間を介して隣り合うコイルピース22の先端部22bとの間に挿入されて隣り合うコイルピース22,22間を、所定間隔に非接触の絶縁状態に維持するための部材である。絶縁部材23bは、各コイルピース22間に挿入されて板状部位と、各コイルピース22の先端部22bの先端側を覆う板状部位と、を平面視してL字状に形成した樹脂製またはセラミック製等の絶縁性部材からなる。
The
As shown in FIGS. 5B and 6A, the insulating
<ステータコイルを流れる電流の説明>
次に、図7を参照して、一例としてU相、V相、W層のうちのU相におけるステータコイル20の電流の流れを説明する。
まず、ベース部材21(図5参照)の下側寄りに配置された入力用の給電入力用コイルピース222から給電されると、太線矢印aで示すように、下段の給電入力用コイルピース222から左回りで多数連設された中間用コイルピース221の上段、下段、上段、下段の順に流れてベース部材21の周囲を1周する。さらに、破線塗り潰し矢印bで示すように、ベース部材21の周囲の中間用コイルピース221を1周(第2周目)する。さらに、同じように、一点鎖線塗り潰し矢印cで示すように、ベース部材21の周囲の中間用コイルピース221を1周(第3周目)すると、切換用コイルピース224に流れる。
<Description of current flowing through stator coil>
Next, with reference to FIG. 7, the current flow of the
First, when power is supplied from the input power supply
切換用コイルピース224の切換端子接続部22dを経由して切換用コイルピース225に流れると、細実線矢印dで示すように、第4周目からは電流の流れる方向が右回りに変換され、中間用コイルピース221を上段、下段、上段、下段と変えて流れてベース部材21の周囲を流れる。さらに、第5周目を点線矢印eで示すように流れ、第6周目を一点鎖線矢印fで示すように流れて給電出力用コイルピース223まで流れる。
このように、U相におけるステータコイル20の電流は、ベース部材21の周囲をジグザグに6周流れる際に、基端部22aと先端部22bとの間の中間部位が上下に重なり合った状態に配置されて、電流が同じ方向(外周方向または軸心方向)に流れるので、電流による磁束の向きも一致し、磁界が相互に強め合うように合成されるようになっている。
When flowing to the switching
As described above, when the current of the
≪リング部材(外嵌部材)の構成≫
図3に示すように、リング部材24は、前記接続端子23に外嵌されて、各コイルピース22,22間に装着された接続端子23を保持するための縦断面が四角形の円環状部材である(図8及び図9参照)。このリング部材24は、後記する圧入装置1(図8参照)によって、接続端子23の外側に嵌合される。
≪Configuration of ring member (external fitting member) ≫
As shown in FIG. 3, the
≪下ケースの構成≫
図2に示すように、下ケース25は、組み付けられたステータコイル20、リング部材24及びベース部材21を下側から覆うための保護カバーである。下ケース25には、リング部材24、ベース部材21及びステータコイル20を収納するリング状の収納凹部25aと、収納凹部25aの外周部に設けられ外枠用締結部材28が螺合される複数のねじ孔25bと、収納凹部25a内の内側寄りに配置され内枠用締結部材29が螺合されるねじ孔25cと、収納凹部25aの内側周縁に形成された筒部25dとが形成されている。
≪Lower case configuration≫
As shown in FIG. 2, the
≪外枠ケースの構成≫
外枠ケース26は、下ケース25の収納凹部25aに挿入したリング部材24を上側から押さえて保持するための円環状の部材である。外枠ケース26には、この外枠ケース26を下ケース25に固定する外枠用締結部材28を挿入するための複数の貫通孔26aが形成されている。
<Outer frame case configuration>
The
≪内枠ケースの構成≫
内枠ケース27は、下ケース25の収納凹部25aに挿入したベース部材21を上側から押さえて保持するための円環状の部材である。内枠ケース27には、この内枠ケース27を下ケース25に固定する内枠用締結部材29を挿入するための複数の貫通孔27aが形成されている。
≪Inner frame case configuration≫
The
≪圧入装置の構成≫
図8に示すように、圧入装置1は、周方向に配列された複数のステータコイル20(作業対象部品)に、押圧手段6によって環状の圧入部材5を圧入させることにより、放射状に配置されたステータコイル20の外周側の先端部22b間に接続端子23を一度に位置決めすることができる治具装置である。また、この圧入装置1は、圧入部材5の内側にリング部材24を内嵌させて、圧入部材5及びリング部材24を複数のステータコイル20に外嵌させることによって、リング部材24をステータコイル20に容易に外嵌させて組み付けることができる機能も備えている。圧入装置1は、ステータコイル20を保持する保持部材3と、この保持部材3を支える台座4と、ステータコイル20に外嵌させる前記圧入部材5と、圧入部材5を押圧する押圧手段6と、を備えている。
≪Configuration of press-fitting device≫
As shown in FIG. 8, the press-fitting
≪保持部材の構成≫
図9に示すように、保持部材3は、ステータコイル20を下側から保持する部材であり、例えば、外側環状部材31と、内側環状部材32との2つの大小の円環状部材を備えて構成されている。
外側環状部材31は、コイルピース22の先端部22b及び接続端子23を下側から支持する部材であり、台座4に形成された外側円形段差部4aに係合して台座4の盤面上に載置される。
内側環状部材32は、コイルピース22の基端部22a及びベース部材21を下側から支持する部材であり、台座4に形成された内側円形段差部4bに係合して台座4の盤面上に載置される。
≪Configuration of holding member≫
As shown in FIG. 9, the holding member 3 is a member that holds the
The outer
The inner
≪台座の構成≫
前記台座4は、保持部材3の下側に敷設される円盤状の基台である。台座4には、前記外側円形段差部4aと、前記内側円形段差部4bと、後記する押圧手段6のボルト61の下端部61bが固定される固定穴4cと、ベース部材21のボルト挿入孔21aに挿入した保持用ボルト8が螺合される複数のねじ穴4dと、が形成されている。
≪Configuration of pedestal≫
The pedestal 4 is a disc-shaped base laid on the lower side of the holding member 3. The pedestal 4 has the outer circular stepped
≪圧入部材の構成≫
圧入部材5は、ステータコイル20の接続端子23の外側に圧入されることにより接続端子23及びコイルピース22を軸心側に移動させてステータコイル20全体を位置決めする治具であり、リング状に形成されている。圧入部材5は、外周面51と、内周面52と、上面53と、下面54と、内周面52に形成されたテーパ面52aと、内周面52に形成された段差部52dと、各ボルト61が挿入される複数のボルト挿入孔5aと、を有している。
≪Configuration of press-fit member≫
The press-fitting
<テーパ面の構成>
図10に示すように、テーパ面52aは、内周面52の下側寄りに形成されて、押圧手段6によって圧入部材5に加えられた下方向の押圧力を、接続端子23(ステータコイル20)を軸心側に押圧する押圧力に変換する傾斜面である。テーパ面52aは、圧入部材5の内側下端に形成された始端部52bから圧入部材5の内側略中央部位に形成された終端部52cへ向かうのに連れて縮径して形成されている。
<Configuration of taper surface>
As shown in FIG. 10, the tapered
<段差部の構成>
段差部52dは、テーパ面52aの終端部52cから上面53との間に、接続端子23(ステータコイル20)に外嵌されるリング部材24(外嵌部材)が配置される環状の切欠部分である。段差部52dに係合されたリング部材24の内側側面24aは、段差部52dの先端であるテーパ面52aの終端部52cよりも奥まった位置に配置される。
<Structure of the step part>
The stepped
つまり、図11(a)に示すように、テーパ面52aの上側の終端部52cの内径D1は、リング部材24の内径D3よりも小さく形成されている。このため、内周面52に内嵌されたリング部材24の内側には、そのリング部材24に接続部材23を内嵌させる際に、接続端子23を終端部52cから外周方向へ移動させて縮径させる方向に押圧する押圧力を弱めるために、段差部52dの軸心側が露出した状態に配置されている。なお、段差部52dの奥側の内周面52の内径D2は、適度な圧入しろを持ってリング部材24の外径D4より僅かに小さく形成されている。
That is, as shown in FIG. 11A, the inner diameter D1 of the
≪押圧手段の構成≫
図11(a)、(b)に示すように、押圧手段6は、圧入部材5を下側に押圧して押し下げるためのものであり、例えば、ボルト61と、ナット62と、座金63とをそれぞれ複数備えて構成されている。
ボルト61には、下端部61bに、溶接等によって固定穴4cに固着される固着部位が形成され、この下端部61bより上側全体に、ねじ部61aが形成されている。ボルト61のねじ部61aの上端部には、圧入部材5のボルト挿入孔5a、蓋部材7のボルト挿入孔7a及び座金63を挿通してナット62が螺合される。
≪Configuration of pressing means≫
As shown in FIGS. 11A and 11B, the
The
図11(a)に示すように、ナット62は、矢印Aの締める方向へ回転させて下降させることによって、座金63、蓋部材7、圧入部材5及びリング部材24を矢印Bの下方向に押圧して移動させながら、テーパ面52aで接続端子23及びコイルピース22を矢印Cの軸心方向へ押圧し、縮径させて整列させるための部材である。さらに、ナット62を矢印A方向に回転させて圧入部材5を下降させると、図11(b)に示すように、テーパ面52aに当接していた接続端子23が、テーパ面52aの終端部52cを乗り越えてリング部材24に内嵌する状態で、圧入部材5の下面54が台座4の盤面に当接して停止するようになっている。なお、このナット62を回転させる手段は、手動式のものでも、電動機械式のものでも、どちらでも構わない。
As shown in FIG. 11A, the
<蓋部材の構成>
前記蓋部材7は、段差部52dに内嵌されたリング部材24及び圧入部材5の上面53上に載置されて、リング部材24をステータ2に組み付ける際に、リング部材24を段差部52dに保持させる部材である。この蓋部材7は、縦断面が平板状の円環状の部材からなり、ボルト61が挿入される複数のボルト挿入孔7aが穿設されている。
<Configuration of lid member>
The
[圧入装置の作用]
次に、本発明の実施形態に係る圧入装置1の作用をアキシャルギャップ型回転電機のステータ2の製造方法と共に説明する。
[Action of press-fitting device]
Next, the operation of the press-fitting
<コイルピース切り出し工程>
ステータ2を製造する場合は、まず、図12に示すように、コイルピース切り出し工程で、導電性金属板からなる金属素材を例えばレーザ、プレス、ワイヤカットにより切断してコイルピース22を形成するための細長い部材を形成する(ステップS1)。
<Coil piece cutting process>
When manufacturing the
<絶縁処理工程>
次に、コイルピース用の金属素材に、図3に示す熱可塑性の絶縁チューブ等からなる熱収縮性絶縁部材22eを設けたり、コーティング、リッピング等によって絶縁処理工程を行う(ステップS2)。
<Insulation process>
Next, a heat-
<コイルピース成形工程>
続いて、コイルピース成形工程で、コイルピース用の金属素材をプレス加工またはベンド治具(図示省略)を使用して、略Y字状の中間用コイルピース221と、給電入力端子接続部22c(図4(a)参照)を有する給電入力用コイルピース222と、給電出力端子接続部22fを有する給電出力用コイルピース223(図4(a)参照)と、切換端子接続部22d,22dを有する切換用コイルピース224,225と、をそれぞれ成形する(ステップS3)。
<Coil piece molding process>
Subsequently, in the coil piece forming step, a metal material for the coil piece is pressed or a bending jig (not shown) is used to form a substantially Y-shaped
<コイルピース組付工程>
図8及び図9に示すように、その各コイルピース22の基端部22aを、内側環状部材32上に保持用ボルト8で固定したベース部材21の各係止部21bに挿入してベース部材21に組み付けるコイルピース組付工程を行う(ステップS4)。コイルピース22は、側面視して上下に二段に段差状に折曲形成されているので、各係止部21bに装着すると、平面的に周方向に二段に重ねた状態に配置される(図3参照)。
<Coil piece assembly process>
As shown in FIGS. 8 and 9, the
<接続端子の仮位置決め工程>
次に、図6(a)に示すように、隣り合うコイルピース22の先端部22b,22bの間に接続端子23をそれぞれ挿入して、上下のコイルピース22の先端部22b,22bを導電部材23aで電気的に接続すると共に、接続端子23及びコイルピース22の先端部22b,22bを揃えて仮位置決めする仮位置決め工程を行う(ステップS5)。
<Temporary positioning process for connection terminals>
Next, as shown in FIG. 6A, the
各コイルピース22は、先端部22b,22bの間に接続端子23がそれぞれ挿入されたことによって、各コイルピース22間が接続端子23の厚さ間隔に一定な空間を介して配列される。導電部材23aは、絶縁部材23bによってコイルピース22の側面側に押圧されて、コイルピース22に接触した状態が維持される。このため、溶接手段等を使用せずに、導電部材23aとコイルピース22を電気的に接続させることができ、組付作業を簡素化することができる。
Each
<圧入部材の圧入工程>
次に、図10に示すように、仮位置決めされた各接続端子23に環状の圧入部材5を上方向から外嵌させることによって、各接続端子23を軸心方向へ移動させて縮径させる圧入工程を行って、さらに、接続端子23及びコイルピース22の先端部22bを周方向に整列させる位置決めを行う(ステップS6)。
<Press-fitting process of press-fitting member>
Next, as shown in FIG. 10, by press fitting the annular press-fitting
この場合、図11(a)に示すように、まず、台座4に立設されたボルト61に、圧入部材5のボルト挿入孔5aを挿入し、さらに、蓋部材7のボルト挿入孔7a及び座金63を挿入してナット62を螺合させる。そのナット62を矢印Aの右方向に回転させて矢印B方向に下降させる。ナット62が下降すると、これと一緒に座金63、蓋部材7、圧入部材5及びリング部材24が下降する。そして、圧入部材5のテーパ面52aの始端部52b寄りの部分に各接続端子23の外周面が当接して、圧入部材5が接続端子23に外嵌される。
In this case, as shown in FIG. 11A, first, the
さらに、ナット62を矢印A方向に回転させて圧入部材5を下降させると、テーパ面52aの下降に伴ってテーパ面52aが各接続端子23を矢印Cの軸心方向へ押圧して移動させて、図11(a)に仮想線で示すように、周方向にバラバラな状態に配列された全部のステータコイル20(接続端子23及びコイルピース22)が一度に軸心から等距離に位置決めされた状態に整列される。そして、テーパ面52aの終端部52cが各接続端子23の外周面と接触したときに、圧入部材5が各ステータコイル20の外周側に設けられた接続端子23を最大の縮径力で、最も軸心寄りまで移動させる。
Furthermore, when the
<圧入部材の開放工程>
次の開放工程では、さらに、ナット62を矢印A方向に回転させて圧入部材5を下降させると、図11(b)に示すように、圧入部材5の下面54が台座4に当接してそれ以上下降できなくなる。このとき、各接続端子23は、テーパ面52aの終端部52cを乗り越えてリング部材24の内側側面24aに内嵌される。
<Press-fit member opening process>
In the next releasing step, when the
図11(a)に示すように、リング部材24の内側側面24aは、内径D3がテーパ面52aの終端部52cの内径D1よりも大きいので、その距離の差の分だけ各接続端子23を外周方向に復帰可能にして、圧入部材5から各接続端子23に加わる縮径力を開放させることができる(ステップS7)。このように、段差部52dがあることによって、接続端子23を縮径させる縮径力を弱めることができるので、接続端子23及びコイルピース22に過大な押圧力が加わり続けることによって塑性変形されるのを防止することができる。
As shown in FIG. 11A, the
<接続端子の保持工程>
次の保持工程では、図11(b)に示すように、接続端子23にリング部材24を外嵌させて接続端子23を保持させた状態で、圧入装置1をステータコイル20から取り外す(ステップS8)。その場合は、まず、保持用ボルト8を反転させて抜き取り、ナット62を反転させて、ナット62、座金63及び蓋部材7を上方向に抜き取る。そして、台座4、圧入部材5、外側環状部材31及び内側環状部材32を下方向に抜き取ると、ステータコイル20は、図2に示すように、外周部にリング部材24がキッチリと外嵌されて装着された状態になる。
<Connection terminal holding process>
In the next holding step, as shown in FIG. 11B, the press-fitting
<周辺部品の取付工程>
次に、そのステータコイル20に、図2に示すように、下ケース25、内枠ケース27及び外枠ケース26を取り付ける周辺部品の取付工程を行う(ステップS9)。この場合、まず、ステータコイル20を下ケース25の収納凹部25a内に収納し、ベース部材21上に内枠ケース27を載置して内枠ケース27を下ケース25にボルト締めする。
さらに、リング部材24上に外枠ケース26を載置して下ケース25にボルト締めする。これにより、接続端子23とコイルピース22とは、互いに電気的に接続された状態で外周部が前記リング部材24によって保持されると共に、外周部の上下が下ケース25と外枠ケース26とで挟持される。ベース部材21とこのベース部材21の係止部21bに挿入されたコイルピース22とは、上下が下ケース25と内枠ケース27とによって挟持されて、図1に示すステータ2の状態に組み付けられる。
<Attachment process of peripheral parts>
Next, as shown in FIG. 2, a peripheral component attaching step for attaching the
Further, the
<ワニス工程>
このようにして組み付けられたステータ2は、さらに、フェノール系、エポキシ系、シリコン系等の合成樹脂で覆って、振動及び衝撃に対する強度を向上させると共に、塵埃や水分等の浸入を防止するワニス処理が行われる(ステップS10)。
<Varnish process>
The
以上のようにして組み付けられたステータ2は、ステータコイル20を前記圧入装置1で一度に位置決めして保持すると共に、溶接手段を使用せずに、各コイルピース22と接続端子23を接触した状態に整列させて固定しているため、作業工数を大幅に削減することができる。
In the
[変形例]
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。以下、前記実施形態の変形例を説明する。なお、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
[Modification]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea. The present invention extends to these modifications and changes. Of course. Hereinafter, modifications of the embodiment will be described. In addition, the already demonstrated structure attaches | subjects the same code | symbol and abbreviate | omits the description.
[第1変形例]
図13を参照して第1変形例を説明する。
前記実施形態では、接続端子23によって各コイルピース22の先端部22bを接続して保持することを説明したが(図6(a)参照)、これに限定されるものではない。
図13に示すように、接続端子23Aは、上下二段のコイルピース22の先端部22bに装着されて互いに接続する平面視してU字形状の銅製の部材からなる導電部材23Aaと、各導電部材23Aa,23Aa間に挿入される略楔形状の樹脂製、セラミック製等の絶縁材料からなる絶縁部材23Abと、を別々に二部材で成形して先端部22bに装着しても構わない。このようにしても前記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
[First Modification]
A first modification will be described with reference to FIG.
In the above-described embodiment, it has been described that the
As shown in FIG. 13, the
[第2変形例]
図14を参照して第2変形例を説明する。
さらに、前記第1変形例の接続端子23Aは、図14に示すように、例えば、前記第1変形例の導電部材23Aaと、ばね性を有する金属に絶縁皮膜処理を行った絶縁部材23Bbとの二部材からなる接続端子23Bであってもよい。
この場合、絶縁部材23Bbは、例えば、略0字状に形成されて厚さ方向に弾性を有する弾性部材からなる。絶縁部材23Bbは、コイルピース22の各先端部22bに装着した導電部材23Aa,23Aa間に圧入されて、導電部材23Aaをコイルピース22の周方向に押圧するばね力を有し、導電部材23Aaをコイルピース22に押し付けて電気的に接続させると共に、各コイルピース22の周方向の間隔を一定に維持する。
なお、絶縁部材23Bbは、弾性及び絶縁性を有するものであればよく、合成樹脂やその他の絶縁材料からなるものであっても構わない。
[Second Modification]
A second modification will be described with reference to FIG.
Furthermore, as shown in FIG. 14, the
In this case, the insulating member 23Bb is formed of, for example, an elastic member that is formed in a substantially zero shape and has elasticity in the thickness direction. The insulating member 23Bb is press-fitted between the conductive members 23Aa and 23Aa attached to the
The insulating member 23Bb only needs to have elasticity and insulating properties, and may be made of synthetic resin or other insulating material.
[その他の変形例]
コイルピース22は、略Y字形状のものを例に挙げて説明したがこれに限定されるものではなく、先端部22bに接続端子23が設置可能であれば、その形状を適宜に変更しても構わない。
例えば、給電入力用コイルピース222、給電出力用コイルピース223及び切換用コイルピース224,225は、平面視して略Y字形状の中間用コイルピース221を二分した半体のような形状のものを例に挙げて説明したが、給電入力端子接続部22c、切換端子接続部22d、給電出力端子接続部22fがあればよく、略Y字形状のものであっても構わない。
この場合は、二股状に分岐した先端部22b,22bの一方に接続端子23を設けず、絶縁状態にすればよい。
なお、例えば、コイルピース22は、側面視して二段状した一層のものを説明したが、二層等のそれ以外の積層構造のものであっても構わない。
[Other variations]
The
For example, the power feeding
In this case, the
Note that, for example, the
また、圧入装置1は、コイルピース22と、このコイルピース22の外周部に設けられる接続端子23とを有するステータ2を例に挙げて説明したが、軸心方向から外周方向に向かって略放射状に配置した放射状部材、または、周方向に配列した周方向配列部材に対して、放射状部材または周方向配列部材の外周部に配置する外周部配列部材を位置決めするものであれば、利用することが可能である。
The press-fitting
圧入装置1は、図9に示すように、円環状に形成されたステータ2のコイルピース22及び接続端子23を位置決めする場合を例に挙げて説明したが、各部材は円環状及び円形のものに限定されるものではない。例えば、図9に示すそれらの円環状のものを多角形にしても同様な作用効果を得ることができる。
As shown in FIG. 9, the press-fitting
1 圧入装置
2 ステータ
3 保持部材
4 台座
5 圧入部材
6 押圧手段
20 ステータコイル(作業対象部品)
21 ベース部材
22 コイルピース
22a 基端部
22b 先端部(端部)
22e 熱収縮性絶縁部材
23,23A,23B 接続端子
23a,23Aa 導電部材
23b,23Ab,23Bb 絶縁部材
24 リング部材(外嵌部材)
51 外周面
52 内周面
52a テーパ面
52b 始端部
52c 終端部
52d 段差部
53 上面
54 下面
S5 仮位置決め工程
S6 圧入工程
S7 開放工程
S8 保持工程
DESCRIPTION OF
21
22e Heat-
51 outer
Claims (4)
前記保持部材を下側から支える台座と、
前記作業対象部品に外嵌される環状の圧入部材と、
前記圧入部材を下側へ押圧する押圧手段と、
を備え、前記作業対象部品に前記圧入部材を上側から下降させて圧入させることにより前記作業対象部品を整列させる圧入装置であって、
前記作業対象部品は、アキシャルギャップ型回転電機のベース部材の外周部に周方向に配列された複数のコイルピースと、
隣り合う前記コイルピース同士の先端部の間にそれぞれ設けた接続端子と、を備え、
前記圧入部材の内周面には、前記押圧手段によって当該圧入部材に加えられた押圧力を、前記作業対象部品を径方向へ押圧する押圧力に変換するテーパ面が形成されていることを特徴とする圧入装置。 A holding member that holds a plurality of work target components arranged in the circumferential direction from below;
A pedestal for supporting the holding member from below;
An annular press-fitting member that is externally fitted to the work target component;
Pressing means for pressing the press-fitting member downward;
A press-fitting device for aligning the work target parts by lowering the press-fitting member from above to press-fit the work target parts,
The work target component includes a plurality of coil pieces arranged in a circumferential direction on an outer peripheral portion of a base member of an axial gap type rotating electrical machine,
A connection terminal provided between the tip portions of the adjacent coil pieces, and
The inner peripheral surface of the press-fitting member is formed with a tapered surface that converts the pressing force applied to the press-fitting member by the pressing means into a pressing force that presses the work target component in the radial direction. Press-fitting device.
隣り合う前記コイルピース同士の端部の間にそれぞれ設けた接続端子と、を備えたアキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法であって、
隣り合う前記コイルピース間に前記接続端子をそれぞれ配置して仮位置決めする仮位置決め工程と、
前記仮位置決めされた各接続端子に環状の圧入部材を外嵌させることによって前記各接続端子を軸心方向へ移動させて縮径させる圧入工程と、
前記圧入部材から前記接続端子に加える縮径力を開放させる開放工程と、
前記接続端子に環状の外嵌部材を外嵌させて前記接続端子を保持させる保持工程と、
を含むことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機のステータの製造方法。 A plurality of coil pieces separated into pieces and arranged in the circumferential direction;
A connecting terminal provided between the end portions of the adjacent coil pieces, and a manufacturing method of a stator of an axial gap type rotating electrical machine,
A temporary positioning step in which the connection terminals are arranged and temporarily positioned between the adjacent coil pieces;
A press-fitting step of reducing the diameter by moving each connection terminal in the axial direction by fitting an annular press-fitting member to each provisionally positioned connection terminal;
An opening step of releasing a diameter reducing force applied to the connection terminal from the press-fitting member;
A holding step of holding the connection terminal by externally fitting an annular outer fitting member to the connection terminal;
A method of manufacturing a stator for an axial gap type rotating electrical machine, comprising:
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