JP5789538B2 - 回転電機および回転電機の製造方法 - Google Patents
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Description
パ部とを有し、塑性変形部は、固定子の周方向の寸法が非変形部における固定子の周方向の寸法に対して大きくなるように、かつ、固定子の径方向の寸法が非変形部における固定子の径方向の寸法に対して小さくなるように形成され、セグメント導体同士は、塑性変形部の頂部において溶接されていることを特徴とする回転電機である。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の回転電機において、塑性変形部の固定子の周方向の寸法をbdとし、非変形部における固定子の周方向の寸法をbpとしたときに、bd/bp≧1.3とされていることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の回転電機において、塑性変形部における固定子の径方向の寸法をadとし、固定子の周方向の寸法をbdとしたときに、(2×ad)/bd≦2.5とされていることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の回転電機の製造方法であって、セグメント導体の端部が固定子鉄心の他端面から突出するように、セグメント導体を固定子鉄心の一端面からスロットに挿入した後、端部を固定子の径方向に圧縮することで塑性変形部とテーパ部とを形成することを特徴とする回転電機の製造方法である。
−第1の実施の形態−
本発明による製造方法で製造される回転電機は、回転電機のみによって走行する純粋な電気自動車や、エンジンと回転電機の双方によって駆動されるハイブリッド電気自動車等に適用できる。以下ではハイブリッド電気自動車に適用した例について説明する。
図1に示すように、ハイブリッド電気自動車(以下、車両)100には、エンジン120と、第1の回転電機200と、第2の回転電機202と、バッテリ180とが搭載されている。
一次曲げ加工工程S100では、セグメント導体245の両端部の所定寸法の絶縁被膜303aを除去した後、図6(a)に示すように、セグメント導体245を略U字形状に曲げ加工する。絶縁被膜303aを除去する範囲は、後述する非変形部303を除く部分、すなわち塑性変形部301およびテーパ部302に相当する範囲である(図12(b)参照)。なお、セグメント導体245を略U字形状に曲げ加工した後に絶縁被膜303aを除去するようにしてもよい。
導体挿入工程S110では、図6(a)に示すように、セグメント導体245の端部300が固定子鉄心232の他端面(図5のコイルエンド249b側)から突出するように、セグメント導体245を固定子鉄心232の一端面(図5のコイルエンド249a側)からスロット236に挿入する。
位置合わせ工程(二次曲げ加工工程)S120では、セグメント導体245をスロット236に挿入した後、図6(b)に示すように、固定子鉄心232の他端面(図5のコイルエンド249b側)から突出している直線部を、接続すべき隣接のセグメント導体245方向に折り曲げ、さらに端部側を図示下方へと折り曲げ、図6(c)および図12(a)に示すように、セグメント導体245の端部300同士が隣接するように、位置合わせを行う。
塑性変形工程(圧縮工程)S130では、図12(b)に示すように、一対の端部300同士を合わせた状態で、固定子230の径方向両外側から一対の端部300を挟むように押圧して、径方向に圧縮するように塑性変形部301を成形する。塑性変形部301が形成されると同時に、塑性変形部301と非変形部303との間にテーパ部302が形成される。
溶接工程S140では、図12(c)に示すように、セグメント導体245同士を塑性変形部301の頂部においてTIG溶接法やプラズマ溶接法などにより溶接する。塑性変形部301の頂部には半球状の溶接金属310が形成される。
固定子鉄心232に固定子巻線240が装着されてなる固定子230をセンターブラケット213に焼嵌めまたは圧入により固定する。回転子250のシャフト218を一方のエンドブラケット214の軸受け216に装着して、回転子250を固定子230の内側に配置させるように一方のエンドブラケット214をセンターブラケット213に取り付ける。他方のエンドブラケット214の軸受け216に回転子250のシャフト218を装着させ、他方のエンドブラケット214をセンターブラケット213に取り付けることで、回転電機200が完成する。
(1)セグメント導体245の端部300に塑性変形部301を形成し、非変形部303と塑性変形部301との間にはテーパ部302を形成した。塑性変形部301の周方向寸法bdが非変形部303の周方向寸法bpに対して大きくなるように、かつ、塑性変形部301の径方向寸法adが非変形部303の径方向寸法apに対して小さくなるように塑性変形部301を形成した。セグメント導体245の端部300を塑性変形させることで、塑性変形部301の熱伝導率が小さくなるため、塑性変形部301の頂部において溶接すると、溶接金属310の凝固する時間が増加し、溶接時に発生した水蒸気が十分に外部に放出され、溶接金属310内のブローホールを低減できる。
本発明の第2の実施の形態を図17および図18を参照して説明する。図17は、本発明の第2の実施の形態に係る回転電機200における固定子230を製造する工程を説明するための図である。図18は、セグメント導体245の位置合わせ工程、塑性変形工程および溶接工程を説明するための模式図である。なお、図中、第1の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
−成形前位置合わせ工程−
成形前位置合わせ工程S200では、図18(a)に示すように、直線状のセグメント導体245の両端部の所定寸法の絶縁被膜303aを除去し、セグメント導体245の端部300同士が隣接するように、位置合わせを行う。絶縁被膜303aを除去する範囲は、非変形部303を除く部分、すなわち塑性変形部301およびテーパ部302に相当する範囲である。
塑性変形工程(一次圧縮工程)S210では、図18(b)に示すように、一対の端部300同士を合わせた状態で、径方向両外側から一対の端部300を挟むように押圧して、径方向に圧縮するように塑性変形部301を成形する。塑性変形部301が形成されると同時に、塑性変形部301と非変形部303との間にテーパ部302が形成される。
塑性変形工程(二次圧縮工程)S220では、図18(c)に示すように、一次成形部である塑性変形部301およびテーパ部302を周方向両外側から挟むように押圧して、周方向に圧縮するように二次成形部320を成形する。二次成形部320は、周方向寸法bd2がスロット236の周方向寸法よりも短くなるように、かつ、二次成形部320全体の径方向寸法2×ad2がスロット236の径方向寸法よりも短くなるように形成される。換言すれば、二次成形部320は、固定子鉄心232の一端面側からスロット236内に挿通可能な大きさに形成される。
一次曲げ加工工程S230では、セグメント導体245を略U字形状に曲げ加工する。
導体挿入工程S240では、セグメント導体245を固定子鉄心232の一端面(図5のコイルエンド249a側)からスロット236に挿入し、セグメント導体245の端部300を固定子鉄心232の他端面(図5のコイルエンド249b側)から突出させる(図6(a)参照)。
挿入後位置合わせ工程(二次曲げ加工工程)S250では、固定子鉄心232の他端面(図5のコイルエンド249b側)から突出しているセグメント導体245の直線部を、接続すべき隣接のセグメント導体245方向に折り曲げ、さらに端部側を図示下方へと折り曲げ、セグメント導体245の端部300同士が隣接するように、位置合わせを行う(図6(b)および図6(c)、図18(c)参照)。
溶接工程S260では、図18(d)に示すように、セグメント導体245同士を二次成形部320の頂部においてTIG溶接法やプラズマ溶接法などにより溶接する。二次成形部320の頂部には溶接金属710が形成される。
(1)上記した第1および第2の実施の形態では、各スロット236に2本のセグメント導体245を挿入することとしたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、各スロット236に4本、あるいは、6本ずつセグメント導体245を挿入することとしてもよい。
Claims (4)
- 固定子鉄心に形成された複数のスロットに、平角線を略U字形状に形成した複数のセグメント導体からなる固定子巻線が装着された固定子と、
前記固定子の内側に回転可能に設けられた回転子とを備え、
前記固定子巻線は、前記固定子鉄心の一端面から前記スロットに挿入されて端部が前記固定子鉄心の他端面から突出する複数のセグメント導体を有し、前記複数のセグメント導体の隣接する端部同士が溶接されてなり、
前記セグメント導体は、非変形部と、前記端部に形成された塑性変形部と、前記非変形部と前記塑性変形部との間に形成されたテーパ部とを有し、
前記塑性変形部は、前記固定子の周方向の寸法が前記非変形部における前記固定子の周方向の寸法に対して大きくなるように、かつ、前記固定子の径方向の寸法が前記非変形部における前記固定子の径方向の寸法に対して小さくなるように形成され、
前記セグメント導体同士は、前記塑性変形部の頂部において溶接されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
前記塑性変形部の前記固定子の周方向の寸法をbdとし、前記非変形部における前記固定子の周方向の寸法をbpとしたときに、
bd/bp≧1.3
とされていることを特徴とする回転電機。 - 請求項1または2に記載の回転電機において、
前記塑性変形部における前記固定子の径方向の寸法をadとし、前記固定子の周方向の寸法をbdとしたときに、
(2×ad)/bd≦2.5
とされていることを特徴とする回転電機。 - 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の回転電機の製造方法であって、
前記セグメント導体の端部が前記固定子鉄心の他端面から突出するように、前記セグメント導体を前記固定子鉄心の一端面から前記スロットに挿入した後、前記端部を前記固定子の径方向に圧縮することで前記塑性変形部と前記テーパ部とを形成することを特徴とする回転電機の製造方法。
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