JP5716289B2 - 回転電機のステータの製造方法及び回転電機のステータ - Google Patents
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Description
図1(a),(b)に示すように、ステータの製造装置は、ステータコア10を支持する支持部30と、治具20をその軸心が支持部30上に支持固定されたステータコア10と同軸上で昇降移動させる昇降装置31と、昇降装置31上に支持された治具20を回動させる回動装置32とを備えている。
この実施形態のステータSは、図6(a)に示すように、スロット数は48で、各コイル50は一側辺51a及び他側辺51bの間隔が6スロットピッチになるように、即ち一側辺51aが挿入されたスロット12と、他側辺51bが挿入されたスロット12との間に5個のスロット12が存在するようにステータコア10に組み付けられている。また、各コイル50は、一側辺51aがスロット12の奥側(底部側)に挿入され、他側辺51bがスロット12の開口部12a側に挿入された状態でステータコア10に2層巻で組み付けられている。なお、図6(a)ではステータSの半分が図示されており、コイルエンド52は一つのコイル50についてのみ図示している。そして、隣り合うコイル50の一側辺51a及び他側辺51bの関係を分かり易くするため、6個のコイル50について、コイル50毎に異なり、かつ同じコイル50の一側辺51a及び他側辺51b同士は同じになる模様を付している。
(1)ステータの製造方法は、複数の保持溝22aがステータコア10のスロット12の開口部12aと対向する状態でステータコア10の内側に配置可能な治具20を使用する。また、コイル50として、予め巻線50aにより形成され、予め一側辺51a及び他側辺51bの位置関係がスロット12への挿入完了時の状態と対応するように形成され、両コイルエンド52が、一側辺51aと他側辺51bとの距離の変化を吸収可能に形成されたものを使用する。また、少なくとも一方のコイルエンド52は、ステータコア10の内側に治具20が配置され、一側辺51aがスロット12に、他側辺51bが保持溝22aにそれぞれ挿入された状態でステータコア10の軸方向から見た場合に、一側辺51aが挿入されたスロット12の範囲内に位置する部分以外の部分が、治具20の保持溝22aが形成された部分の端面上に位置する形状に形成されている。そして、治具20の保持溝22aに他側辺51bを挿入した状態で、治具20及びステータコア10の軸心が一直線上に位置する状態で治具20及びステータコア10を軸方向に相対移動させて一側辺51aをスロット12へ挿入する。これにより、ステータコア10の内側に治具20が配置された状態にセットする。その後、ステータコア10と治具20とを相対回転させて、各保持溝22aを当該保持溝22aに挿入された他側辺51bが挿入されるべきスロット12と対向する状態に位置決めする。その状態で押し出し手段としての押圧具45によりコイル50に対して保持溝22aに挿入された他側辺51bを保持溝22aから対応するスロット12内に押し出す力を加えて、他側辺51bをステータコア10のスロット12に挿入する。したがって、回転電機の設計上の制約が少なく、コイルの大きな変形を行うことなくステータを製造することができる。また、平角線で形成されたコイル50のように変形に大きな力を必要とするコイル50をステータコア10のスロット12に挿入する場合でも、ステータコア10の変形や傷付きを防ぐことができるとともに巻線50aの絶縁被覆の剥がれを防止することができる。
次に第2の実施形態を図11及び図12にしたがって説明する。この実施形態では、製造装置の押し出し手段の構成と、コイルエンド52の形状が第1の実施形態と異なり、その他の構成は第1の実施形態と同じであり、第1の実施形態と基本的に同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
(8)押し出し手段は他側辺51bに直接押し出し力を加える。したがって、押し出し手段が他側辺51b以外の部分、例えば、コイルエンド52に押し出し力を加えることにより間接的に他側辺51bに押し出し力を加える場合に比べて、他側辺51bに効率良く押し出し力を加えることができる。
○ 第1の実施形態のように、押圧具45を使用する場合でも、プッシャ48がコイルエンド52を押圧せずに、他側辺51bに直接、保持溝22aから対応するスロット12内に押し出す力を加える構成としてもよい。例えば、ステータコア10の内側に治具20が配置された状態で、複数のコイル50をその一側辺51aがスロット12に、他側辺51bが保持溝22aにそれぞれ挿入された状態にセットされた状態において、ステータコア10の軸方向から見た場合に、図13に示すように、連結部52cが他側辺51bの幅(径方向の長さ)内に位置する形状に形成する。連結部52cは、その後、ステータコア10と治具20とを相対回転させて、各保持溝22aを当該保持溝22aに挿入された他側辺51bが挿入されるべきスロット12と対向する状態に位置決めされた状態においても、ステータコア10の軸方向から見た場合に、図14に示すように、他側辺51bの幅内に位置する形状に形成されている。この場合、プッシャ48が保持溝22aに進入することにより、押圧部48aが他側辺51bに当接して、他側辺51bに直接、保持溝22aから対応するスロット12内に押し出す力を加える。
○ ステータコア10の各スロット12に一側辺51a及び他側辺51bが2個ずつ挿入された2層巻のステータSに限らず、各スロット12に一側辺51a及び他側辺51bが1個ずつ挿入された単層巻のステータSに適用してもよい。
○ ステータコア10は、環状をなし、複数のスロット12が内周に開口する開口部12aを有し、かつ開口部12aから底部に向かってスロットピッチが拡がるように形成されていればよく、複数の分割コアを結合して構成された分割コア型であってもよい。しかし、分割コア型の場合は、磁気抵抗が大きくなり、回転電機の出力が上げられないため、分割コア型でない方が好ましい。
Claims (10)
- 複数のスロットが内周に開口する開口部を有し、かつ前記開口部から前記スロットの底部に向かってスロットピッチが拡がるように形成された環状のステータコアに、予め巻線により閉ループを成すように形成された複数のコイルの一側辺をそれぞれ前記スロットに挿入し、その後、前記複数のコイルの他側辺をそれぞれ他のスロットに挿入して形成されるステータを製造する回転電機のステータの製造方法であって、
複数の保持溝が前記ステータコアのスロットの開口部と対向する位置となるように外周に形成されるとともに、前記ステータコアの内側に配置可能な治具を使用し、
前記複数のコイルとして、予め前記一側辺及び他側辺の位置関係がスロットへの挿入完了時の状態と対応するように形成され、両コイルエンドは、前記一側辺と前記他側辺との距離の変化を吸収可能で、かつ少なくとも一方のコイルエンドは、前記ステータコアの内側に前記治具が配置されるとともに、前記一側辺が前記スロットに挿入され前記他側辺が前記保持溝に挿入された状態でステータコアの軸方向から見た場合に、前記一側辺が挿入されたスロットの範囲内に位置する部分以外の部分が、前記治具の前記保持溝が形成された部分の端面上に位置する形状のコイルを使用し、
前記治具の保持溝に前記他側辺を挿入した状態で、前記治具及び前記ステータコアの軸心が一直線上に位置する状態で前記治具及び前記ステータコアを軸方向に相対移動させて前記一側辺を前記スロットへ挿入して、前記ステータコアの内側に前記治具が配置された状態にセットした後、前記ステータコアと前記治具とを相対回転させて、各保持溝を当該保持溝に挿入された他側辺が挿入されるべきスロットと対向する状態に位置決めし、その状態で押し出し手段により前記コイルに対して前記保持溝に挿入された他側辺を前記保持溝から対応するスロット内に押し出す力を加えて、前記他側辺をステータコアのスロットに挿入することを特徴とする回転電機のステータの製造方法。 - 前記複数のコイルの一側辺を前記治具の外側に出し、他側辺を前記保持溝にそれぞれ挿入した状態で、各コイルをそのコイルエンドが前記治具の周方向に延びるように配列し、
前記ステータコアのティースの1個ずつに対応して設けられた複数本のブレード部を有する補助治具を、前記治具の端面に配置して、前記各コイルの一側辺を対応する前記ブレード部の間に位置させ、
この治具を前記補助治具側から前記ステータコアの内側に挿入して、前記各コイルの一側辺を、前記補助治具によってガイドしつつ、前記ステータコアの対応するスロットに押し込む請求項1に記載の回転電機のステータの製造方法。 - 前記押し出し手段は前記他側辺に直接押し出し力を加える請求項1又は請求項2に記載の回転電機のステータの製造方法。
- 前記押し出し手段として、先端に向かうほど軸心からの距離が小さくなる押圧部を有するプッシャが、前記保持溝に対応して放射状に配置された押圧具を用い、この押圧具の前記プッシャを、対応する前記各保持溝に先端から挿入し、前記保持溝に挿入されたコイルの他側辺を前記治具の外径側に押し出して前記ステータコアの対応するスロットに挿入する請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の回転電機のステータの製造方法。
- 前記押し出し手段は、前記各保持溝に挿入された状態で保持溝の径方向に沿って移動可能な押し出し体と、前記押し出し体に対して治具の中心側から外周側に向かって押し出し力を加える押し出し力付与手段とを備えている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の回転電機のステータの製造方法。
- 前記巻線として平角線を使用する請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の回転電機のステータの製造方法。
- 複数のスロットが内周に開口する開口部を有し、かつ前記開口部から前記スロットの底部に向かってスロットピッチが拡がるように形成された環状のステータコアと、前記複数のスロットに挿入されたコイルを備える回転電機のステータであって、
前記コイルは前記スロットに挿入される一側辺及び他側辺を有し、
前記一側辺及び他側辺に連続する1組のコイルエンドのうち少なくとも一方のコイルエンドは、前記一側辺の端部からステータコアの径方向に屈曲された第1の屈曲部と、前記他側辺の端部からステータコアの周方向に屈曲された第2の屈曲部と、一端が前記第1の屈曲部に連続し、他端が前記第2の屈曲部に連続する状態でステータコアの周方向に延びる連結部とを有し、
前記連結部は、途中に捩れ部を有し、隣り合うコイルエンドの前記連結部の前記捩れ部より前記第1の屈曲部側がステータの軸方向に重ならない部分となり、前記連結部の前記捩れ部より前記第2の屈曲部側がステータの軸方向に重なる部分となることを特徴とする回転電機のステータ。 - 前記1組のコイルエンドのうち一方のコイルエンドのみが前記第1の屈曲部、前記第2の屈曲部及び前記連結部を備えている請求項7に記載の回転電機のステータ。
- 前記1組のコイルエンドは、前記一側辺及び他側辺と直交する平面に対して対称に形成されている請求項7に記載の回転電機のステータ。
- 巻線として平角線を使用する請求項7〜請求項9のいずれか一項に記載の回転電機のステータ。
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