JP5782266B2

JP5782266B2 - 捩り曲げ治具

Info

Publication number: JP5782266B2
Application number: JP2011026377A
Authority: JP
Inventors: 柴田　匠; 匠柴田; 慶久松岡
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-02-09
Filing date: 2011-02-09
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2031-02-09
Also published as: JP2012165625A

Description

本発明は、捩り曲げ治具に関する。

従来、ステータとロータとを備える電動機や発電機などの回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の回転電機のステータは、ステータコアと、周方向に間隔を存して軸方向に貫通するようにステータコアに設けられた複数のスロットと、複数相のコイルとを備える。

コイルは、一対の脚部と両脚部を一方の端部で接続する頭部とからなる複数のＵ字状コイルセグメントを、脚部がスロットを通って突き出るように配置し、スロット２から突出した脚部の突出部分を対応するもの同士で接合して構成される。

コイルセグメントは複数の平角線を幅方向に並べた束で構成されている。そして、各スロット内では、コイルセグメントを構成する複数の平角線は、ステータコアの径方向に並ぶ。スロットから突き出た脚部の突出部分は、隣接する平角線同士が互いに異なる方向を向くように捩り曲げられる。そして、隣接する異なる相のコイルセグメントと絶縁すべく絶縁紙を挟み込むなどして絶縁処理を施している。

特許第３４０７６７５号公報

本発明は、絶縁処理の簡略化を図ることができる捩り曲げ治具を提供することを目的とする。

本発明のコイルエンド構造の治具としては、ステータコアのスロットから突き出た複数の導線を該ステータコアの周方向に捩り曲げる捩り曲げ治具であって、前記スロットから突き出た前記導線を保持する保持部を備える複数のリングと、該リングを回転させる駆動部とを備え、前記複数のリングのうち少なくとも１つは、同一の前記スロット内で隣接する導線の少なくとも１組を同時に保持する同時保持型リングであり、前記同時保持型リングに、上記少なくとも１組の導線同士の間に位置する間隔形成部を設けることを特徴とする。

本発明の捩り曲げ治具によれば、上記１組の隣接する導線同士を同時に周方向に捩り曲げることができる。このため、捩り曲げ回数を減少させることができ、迅速にコイルエンドを製造することができる。また、上記１組の導線の間の隙間を容易に形成することができる。

本発明の実施形態のコイルエンド構造を適用した回転電機のステータを示す斜視図。本実施形態のコイルセグメントを示す斜視図。本実施形態のコイルセグメントの突出部分を示す説明図。本実施形態のコイルセグメントを周方向に整列させた状態を示す説明図。本実施形態のコイルセグメントの突出部分を周方向に捩り曲げる捩り曲げ治具を示す説明図。本実施形態のコイルセグメントの突出部分を周方向に捩り曲げる捩り曲げ治具を示す説明図。コイルセグメントの突出部分の隣接する平角線同士が互いに異なる方向に捩り曲げられた部分を示す説明図。他の実施形態のコイルエンド構造を示す説明図。

図１から図８を参照して、本発明のコイルエンド構造の実施形態について説明する。図１は、電動機や発電機などの回転電機のステータ１を示している。ステータ１は円筒状に形成されており、ステータ１の内側には、回転電機のロータ（図示省略）が回転自在に配置される。

ステータ１は、ステータコア２と、コイル３とで構成される。ステータコア２は、円筒形状であり、回転軸方向に貫通する複数のスロット２ａが周方向に間隔を存して複数設けられている。各スロット２ａは、ステータコア２の径方向断面形状がステータコア２の中心側から径方向に向かって放射状に延びるように形成されており、ステータコア２に形成されたスリット２ｂを介してステータコア２の内周面に連通している。尚、スリット２ｂは設けなくてもよい。

コイル３は、図２に示すコイルセグメント４をスロット２ａに一方から挿入し、他方から突き出た突出部分を周方向に捩り曲げて接合することにより構成される。コイルセグメント４は、複数（図では５本）の断面長方形状の導線（平角線）を幅の広い方の面が対向するように１列に整列させて１つの束にしてＵ字状に形成したものであり、一対の脚部４１，４１と、両脚部４１，４１の一方端（図では上端）を連結する頭部４２とからなる。

頭部４２の中央には整列方向にＳ字状に湾曲するＳ字状部４２ａが形成されている。又、頭部４２は、その中央（Ｓ字状部４２ａの中央）から両脚部４１，４１に向かって下方に傾斜している。コイルセグメント４の脚部４１は、対応するスロット２ａに一方から挿入される。スロット２ａの他方からは、コイルセグメント４の脚部４１が突出する。このスロット２ａの他方から突出した脚部４１の突出部分４３を、図３（ａ）に示すように、ステータ１の周方向に捩り曲げて、対応する突出部分４３同士をＴＩＧ溶接等で接合する。このようにして、コイル３が完成される。

尚、本実施形態のコイル３は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相コイルであり、各スロット２ａに挿入されるコイルセグメント４の脚部４１は、周方向に、Ｕ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相の順に並ぶ。図３（ｂ）では、３つの相のうちの１相のコイル（例えば、Ｕ相コイル）のみを示している。

次に、スロット２ａから突出した突出部分４３の捩り曲げ加工について説明する。図２に示したコイルセグメント４は、図４に示すように、スロット２ａの位置に対応させて周方向に一部が重ね合わさるように整列され、脚部４１がステータコア２のスロット２ａに挿入される。脚部４１はスロット２ａの下方に所定の長さで突き出すように設計されている。スロット２ａの下方から突き出した脚部４１の突出部分４３は、捩り曲げ治具で周方向に捩り曲げられる。

図５及び図６を参照して、この捩り曲げ治具６は、径の異なる６つのリング６１〜６６を備える（図６（ａ）参照）。６つのリング６１〜６６は径方向に重ね合わされている。各リング６１〜６６は、図示省略したアクチュエータで夫々自由に回転できる。各リング６１〜６６には、スロット２ａに対応させて、コイルセグメント４の突出部分４３を１本の平角線単位で保持するために凹んだ複数の保持部６１ａ〜６６ａ，６２ｂ〜６５ｂが設けられている。６つのリング６１〜６６のうち、一番内側に位置するリング６１と一番外側に位置するリング６６の厚さ（径方向の幅寸法）は、他のリング６２〜６５の厚さの半分程度となっている。又、他のリング６２〜６５は図６（ｃ）に模式的に示すように、径方向に並ぶ２本の平角線を保持するように夫々２つずつの保持部６２ａ〜６５ａ，６２ｂ〜６５ｂが設けられている。そして、１つのリング６２〜６５に径方向に並べて設けられた保持部６２ａ〜６５ａ，６２ｂ〜６５ｂの間には、仕切り部６２ｃ〜６５ｃ（間隔形成部）が設けられている。

このように構成される捩り曲げ治具６を用いて、コイルセグメント４の突出部分４３を周方向に捩り曲げる際には、まず、コイルセグメント４の突出部分４３を１本の平角線ごとに保持部６１ａ〜６６ａ，６２ｂ〜６５ｂに挿し込む。そして、隣接するリング同士が異なる方向となるように内側のリングから外側のリングへ順番に所定角度回転させる。

このようにして周方向に捩り曲げられた突出部分４３は、対応する他の突出部分４３とＴＩＧ溶接などで接合される。このようにして、ステータ１が完成する。

本実施形態のコイルエンド構造によれば、異なる方向に折り曲げられている部分においては、図７に領域Ａとして示すように、異なる位相電流が流れるコイルセグメント４と隣り合う個所が発生する。このため、高電圧仕様の回転電機においては、間に絶縁紙７を挟み込むなどして絶縁処理を施す必要がある。

本実施形態のコイルエンド構造によれば、同一スロット２ａ内に挿入されるコイルセグメント４の平角線うち、隣接する平角線４３同士の４組（図６（ｃ）参照）が同一方向に折れ曲げられているため、この隣接する平角線４３同士の間では、異なる位相電流が流れるコイルセグメント４と径方向で隣り合うことがない。従って、この隣接する平角線４３同士の間では、絶縁紙７を挟むなどの絶縁処理を施す必要がなく、従来のコイルエンド構造と比較して、絶縁処理の簡略化を図ることができる。

又、上記隣接する突出部分同士は同一方向に折り曲げられるため、本実施形態の第２から第５のリング６２〜６５のように、同一スロット２ａ内の平角線を２本同時に屈曲させることが可能となる。従って、コイルエンド製造工程時に折り曲げ作業の工数を削減することができ、オープン側のコイルエンドを迅速に製造することができる。

又、本実施形態においては間隔形成部としての仕切り部６２ｃ〜６５ｃが設けられているため、同一スロット２ａ内の２本の平角線を同時に捩り曲げ加工しても、突出部分４３の平角線同士が接触することを防止でき、突出部分４３の平角線同士が接触することによる絶縁被膜の剥離を防止することができ、又、平角線間に隙間が形成されることにより、オープン側のコイルエンドにおける放熱機能低下を防止することができる。

本実施形態の捩り曲げ治具によれば、各リング６１〜６６を径方向内方側から順番に回転させることにより、捩り曲げ加工が完了する。このため、リングの回転回数は６回となる。従来の捩り曲げ治具では、１０個のリングを用いて１０回回転させる必要がある。このため、リングの回転回数を従来よりも減少させることができ、これにより、迅速にオープン側のコイルエンドを製造することができる。

尚、コイルセグメント４の頭部の形状は本実施形態のものに限らず、例えば、図８に示すように、頭部４２’を構成しても本発明の効果を得ることができる。

１…ステータ、２…ステータコア、２ａ…スロット、３…コイル、４…コイルセグメント、４１…脚部、４２…頭部、４２ａ…Ｓ字状部、４３…突出部分、６…捩り曲げ治具、６１〜６６…リング、６１ａ〜６６ａ…保持部、６２ｂ〜６５ｂ…保持部、６２ｃ〜６５ｃ…仕切り部（間隔形成部）、Ｗ…平角線束。

Claims

ステータコアのスロットから突き出た複数の導線を該ステータコアの周方向に捩り曲げる捩り曲げ治具において、
前記スロットから突き出た前記導線を保持する保持部を備える複数のリングと、該リングを回転させる駆動部とを備え、
前記複数のリングのうち少なくとも１つは、同一の前記スロット内で隣接する導線の少なくとも１組を同時に保持する同時保持型リングであり、
前記同時保持型リングは、前記少なくとも１組の導線同士の間に位置する間隔形成部が設けられることを特徴とする捩り曲げ治具。