JP6242277B2 - Stator, stator manufacturing method, and stator winding device - Google Patents
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Description
この発明は、回転電機、特に10極12スロット系の回転電機の固定子、固定子の製造方法、及び固定子の巻線装置に関するものである。 The present invention relates to a stator of a rotating electrical machine, particularly a 10-pole 12-slot rotating electrical machine, a method for manufacturing the stator, and a winding device for the stator.
回転電機の固定子の鉄心には、薄板をプレスで打抜き積層したものが多く採用されており、固定子の鉄心を分割した分割鉄心構造とし、各分割鉄心にコイルを巻線し、その後分割鉄心をカシメや溶接により一体化して固定子とすることで、コイルの高密度化、巻線工程の生産性向上を図ることができる。 Many stator cores of rotating electrical machines are manufactured by stamping and laminating thin plates with a press. The stator cores are divided into separate core structures, and coils are wound around each of the split cores. Are integrated by caulking or welding to form a stator, so that the density of the coil can be increased and the productivity of the winding process can be improved.
また、分割鉄心に巻線する際に渡り線を切断せずに連続的に巻線することで端子などの部品点数や接続作業を減らす技術が提案されてきた。例えば、回転電機の固定子を構成する場合に、1つのティース単位で分割された鉄心を電機子の外径よりも大きい環状に、周方向に離間した状態に配置した状態で各ティースに巻線し、絶縁ボビンの軸方向の一端側に渡り線案内部を設け、コイル上部に渡り線を配置することで、渡り線とコイルの接触を防ぐ電機子の製造方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In addition, a technique has been proposed in which the number of parts such as terminals and connection work are reduced by continuously winding the divided iron core without cutting the crossover. For example, when configuring a stator of a rotating electric machine, an iron core divided in units of one tooth is wound around each tooth in a state of being arranged in a ring shape larger than the outer diameter of the armature and spaced apart in the circumferential direction. In addition, a method for manufacturing an armature has been proposed in which a connecting wire guide portion is provided on one end side in the axial direction of the insulating bobbin, and the connecting wire is disposed on the upper portion of the coil, thereby preventing contact between the connecting wire and the coil (for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の電機子の製造方法では、渡り線を切断することなく渡り線とコイルの接触を防ぐことにより結線回数を抑えることができ、結線作業工数削減と部品点数削減を実現している。しかしながら、この方法によると、渡り線案内部はコイルエンドの軸方向上方に配置されており、コイルの巻線時に案内部を避けるように巻線する必要があり、巻線速度やコイルの整列性に制約が生じる。
In the armature manufacturing method described in
さらに、巻線後に分割コアを縮径する工程を含むため、縮径時に離間渡り線が弛んでしまうという課題があり、この弛みを考慮して渡り線保持ホルダを設計しなければならず、部品サイズが大きくなり、ひいては固定子の軸長が延びてしまうという課題があった。 Further, since the process includes a step of reducing the diameter of the split core after winding, there is a problem that the connecting wire is loosened when the diameter is reduced, and the crossing wire holding holder must be designed in consideration of this slack. There is a problem that the size is increased, and the axial length of the stator is extended.
また、渡り線とコイル、渡り線同士が接触する問題の対策として、絶縁ボビンに穴を設け、この穴に結束バンドを通し、結束バンドで渡り線を固定することで他の渡り線や磁極片への接触を防ぐことが考えられるが、この方法では部品点数が増え、部品コストや加工コストが増加するという課題があった。 In addition, as a measure against the problem of crossover wires and coils, and crossover wires contacting each other, a hole is formed in the insulation bobbin, a binding band is passed through this hole, and the crossover wire is fixed with the binding band to fix other crossover wires and pole pieces. However, this method has a problem that the number of parts increases and the part cost and processing cost increase.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、コイルの巻線速度やコイル整列性を確保しつつ、離間渡り線の長さの微調整が可能であり、高い絶縁耐力を有し、部品点数の少ない固定子、固定子の製造方法、及び固定子の巻線装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and enables the fine adjustment of the length of the separation jumper wire while ensuring the winding speed of the coil and coil alignment, and high insulation. An object of the present invention is to provide a stator having a yield strength and a small number of parts, a method for manufacturing the stator, and a stator winding device.
この発明に係る固定子は、
バックヨーク部と前記バックヨーク部から径方向内側に突出するティース部を有する鉄心片を積層した分割積層鉄心を複数個環状に連結した固定子鉄心と、
前記分割積層鉄心に軸方向に垂直に二分割された第一絶縁ボビンと第二絶縁ボビンを介して巻線するコイルとを備えた3相の電機子である固定子において、
前記分割積層鉄心は、二つ一組で一対の分割積層鉄心を構成し、
前記一対の分割積層鉄心は、バックヨーク部が積層された積層バックヨーク部の端部同士が連結部を中心として回転可能に連結され、
二組の前記一対の分割積層鉄心が、所定の長さの離間渡り線を介して連続的に巻線されて一つの相の分割固定子群を構成し、
前記一対の分割積層鉄心に巻線された二つの前記コイルは、隣接渡り線を介して互いに逆向き方向に巻線され、
前記二組の前記一対の分割積層鉄心の間には他の2相の分割固定子群を構成する、それぞれ一対の分割積層鉄心が挟まれ、
前記離間渡り線は、前記第一絶縁ボビンに配設され、前記コイルの巻始め線及び前記隣接渡り線は、反対側の前記第二絶縁ボビンに配設され、
前記第一絶縁ボビンは、前記積層バックヨーク部の軸方向端面の内周側縁上から軸方向に立設する第一外壁を有し、
前記第一外壁の外周面の周方向の両端部には、前記離間渡り線を支持する、離間渡り線支持突起を有し、
前記第一外壁の2つの前記離間渡り線支持突起の間には軸方向に延在して径方向に開口するワイヤ経路を有し、
前記第一絶縁ボビンは、前記第一外壁の根元の外周側に突出し、前記積層バックヨーク部の縁上に周方向に延在し、前記離間渡り線と前記積層バックヨーク部との接触を防止する第一ステージ部を有し、
前記第二絶縁ボビンは、前記積層バックヨーク部の軸方向端面の内周側縁上から軸方向に立設する第二外壁を有し、
前記第二外壁は、軸方向に延在して径方向に開口するワイヤ経路を有し、
前記第二絶縁ボビンは、前記第二外壁の根元の外周側に突出し、前記積層バックヨーク部の縁上に、周方向に延在し、前記隣接渡り線と前記積層バックヨーク部との接触を防止する第二ステージ部を有するものである。
The stator according to the present invention is:
A stator core in which a plurality of divided laminated cores in which a core piece having a back yoke portion and a teeth portion protruding radially inward from the back yoke portion are laminated are connected in a ring shape;
In the stator which is a three-phase armature provided with a first insulating bobbin divided into two perpendicularly to the axial direction in the divided laminated core and a coil wound through a second insulating bobbin,
The divided laminated iron cores constitute a pair of divided laminated iron cores in pairs,
The pair of divided laminated iron cores are connected so that the ends of the laminated back yoke part in which the back yoke parts are laminated are rotatable around the connecting part,
Two sets of the pair of split laminated iron cores are wound continuously via a predetermined length of the crossover wire to form a single-phase split stator group,
The two coils wound around the pair of split laminated iron cores are wound in directions opposite to each other via adjacent crossover wires,
Between the two sets of the pair of divided laminated cores, a pair of divided laminated iron cores constituting another two-phase divided stator group are sandwiched,
The separated connecting wire is disposed on the first insulating bobbin, the winding start line of the coil and the adjacent connecting wire are disposed on the second insulating bobbin on the opposite side,
The first insulating bobbin has a first outer wall erected in the axial direction from the inner peripheral side edge of the axial end surface of the laminated back yoke portion,
At both ends in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the first outer wall, there is a separation jumper line support protrusion that supports the separation bridge wire,
A wire path extending in the axial direction and opening in the radial direction between the two spaced-apart connecting line supporting protrusions of the first outer wall;
The first insulating bobbin protrudes to the outer peripheral side of the base of the first outer wall and extends in the circumferential direction on the edge of the laminated back yoke portion to prevent contact between the separation jumper line and the laminated back yoke portion Having a first stage part to
The second insulating bobbin has a second outer wall erected in the axial direction from the inner peripheral side edge of the axial end face of the laminated back yoke portion,
The second outer wall has a wire path extending in an axial direction and opening in a radial direction;
The second insulating bobbin protrudes to the outer peripheral side of the base of the second outer wall, extends in a circumferential direction on an edge of the laminated back yoke portion, and makes contact between the adjacent crossover and the laminated back yoke portion. It has the 2nd stage part to prevent.
また、この発明に係る固定子の巻線装置は、
複数の分割鉄心のティース部が外向きになるように円環状に配置するチャック機構と、
前記チャック機構に配置した複数の前記分割鉄心の位置を、それぞれ隣の分割鉄心の位置まで順次回転移動させる駆動機構と、
前記ティース部に対向し、導線を供給しながら前記ティース部の周囲を旋回して前記ティース部にコイルを連続して巻線するフライヤ機構とを備えた固定子の巻線装置において、
前記チャック機構は、離間渡り線の長さを調整する複数の溝を有し、全ての前記分割鉄心と共に前記駆動機構により回転される調整フックを備えたものである。
Moreover, the stator winding device according to the present invention is:
A chuck mechanism arranged in an annular shape so that the teeth of the plurality of split iron cores face outward,
A drive mechanism for sequentially rotating the positions of the plurality of divided iron cores arranged in the chuck mechanism to the positions of the adjacent divided iron cores;
In the stator winding device provided with a flyer mechanism facing the teeth portion and turning around the teeth portion while supplying a conductive wire and winding the coil continuously around the teeth portion,
The chuck mechanism has a plurality of grooves for adjusting the lengths of the separation connecting wires, and includes an adjustment hook that is rotated by the drive mechanism together with all the divided iron cores.
また、この発明に係る固定子の製造方法は
前記一対の分割積層鉄心への前記コイルの巻線を終了した導線を、最後に前記コイルを巻線した前記分割積層鉄心の前記第一絶縁ボビンの前記第一外壁の前記ワイヤ経路を通して外側の前記離間渡り線支持突起に引っ掛けて、
続けて、前記導線を前記調整フックの前記溝に引っ掛けて、
前記導線を折り返して、次に前記コイルを巻線する前記一対の分割積層鉄心のうち、前記調整フックに隣接する前記分割積層鉄心の前記第一絶縁ボビンの、前記調整フックに近い側の前記離間渡り線支持突起に引っ掛けてから前記第一絶縁ボビンの前記第一外壁の前記ワイヤ経路を通して当該分割積層鉄心に前記コイルを巻線するものである。
In addition, the stator manufacturing method according to the present invention includes a conductive wire that has finished winding of the coil to the pair of split laminated iron cores, and finally the first insulating bobbin of the split laminated iron core that is wound with the coils. Hang on the outer connecting wire support projections outside through the wire path of the first outer wall,
Subsequently, the conductor is hooked in the groove of the adjustment hook,
Of the pair of split laminated cores that wraps the conductor and then winds the coil, the spacing of the first insulating bobbin of the split laminated core adjacent to the adjustment hook on the side close to the adjustment hook The coil is wound around the split laminated iron core through the wire path on the first outer wall of the first insulating bobbin after being hooked on the crossover support protrusion.
この発明に係る固定子、固定子の製造方法、及び固定子の巻線装置は、上記のように構成されているので、絶縁ボビンを大型化することなく異なる相離間の渡り線おび隣接渡り線同士の干渉を防止でき、高い絶縁耐力を有する固定子を製造することができる。 Since the stator, the stator manufacturing method, and the stator winding device according to the present invention are configured as described above, different phase-separated connecting wires and adjacent connecting wires without increasing the size of the insulating bobbin. Interference between each other can be prevented, and a stator having high dielectric strength can be manufactured.
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態1に係る固定子、固定子の製造方法、及び固定子の巻線装置について図を用いて説明する。
Hereinafter, a stator, a stator manufacturing method, and a stator winding device according to
本明細書で、特に断り無く「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」、と言うときは、それぞれ、固定子100の「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」を言うものとする。また、この明細書で、特に断り無く「上」、「下」と言うときは、基準となる場所において、軸方向に垂直な面を想定し、その面を境界として固定子の中心点が含まれる側を「下」、その反対を「上」とする。また、高さの高低を比較する場合は、固定子の中心からの距離が長い方を「高い」とする。
In this specification, when saying “axial direction”, “circumferential direction”, “radial direction”, “inner peripheral side”, “outer peripheral side”, “inner peripheral surface”, “outer peripheral surface” without particular notice, The “axial direction”, “circumferential direction”, “radial direction”, “inner peripheral side”, “outer peripheral side”, “inner peripheral surface”, and “outer peripheral surface” of the
図1は、固定子100の構成を示す斜視図である。
図2(a)は、固定子100の上面図である。
図2(b)は、図2(a)の固定子100のA−A線での断面図である。
図3は、固定子100の電気的構成を示す模式図である。
図4は、固定子100の固定子鉄心10を構成する一対の分割積層鉄心1の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the
FIG. 2A is a top view of the
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA of the
FIG. 3 is a schematic diagram showing an electrical configuration of the
FIG. 4 is a perspective view of a pair of split laminated
固定子100の固定子鉄心10は、2つのバックヨーク部2と、それぞれのバックヨーク部2から径方向に突出するティース部3からなる珪素鋼板製の鉄心片5を積層した一対の分割積層鉄心1を6セット、環状に並べ、周方向の当接部をカシメや溶接により連結固定した構成である。図1では、固定子100は、外見上普通の12個の分割積層鉄心を有する固定子のように見えるが、実際には、固定子100を構成する分割積層鉄心1a、1bは、2個を一対の分割積層鉄心1として、それぞれの外周端部同士が予め連結されている。
The
固定子100の電気的な構成を図2、図3を用いて説明する。図2、図3中の添字U、V、Wは、3相交流のそれぞれの相に対応している。また、端子5Nは中性点である。またコイル8に付している添字aとbとではコイルの巻線方向がそれぞれ反対であることを示す。
The electrical configuration of the
U相の入力端子5UとティースU1(ここでは、物理的な部材としての符号とは別に、相を区別して表現するためにU1を用いる。V1、W1等についても同様とする)に巻線されたコイル8aは、巻始め線40Uを介して接続されており、ティースU1に巻線されたコイル8aとティースU2に巻線されたコイル8bは、隣接渡り線43によって接続されている。
It is wound around a U-phase input terminal 5U and a tooth U1 (here, U1 is used to distinguish and express the phase separately from the reference numerals as physical members. The same applies to V1, W1, etc.) The
さらにティースU2に巻線されたコイル8bは、ティースU3に巻線されたコイル8bと離間渡り線41Uを介して接続されており、ティースU3に巻線されたコイル8bは、隣接渡り線43によってティースU4に巻線されたコイル8aに接続され、そこから巻終わり線45Uを介して中性点用の端子5Nに接続されている。
Further, the
V相の入力端子5VとティースV1に巻線されたコイル8bは、巻始め線40Vを介して接続されており、ティースV1に巻線されたコイル8bとティースV2に巻線されたコイル8aは、隣接渡り線43によって接続されている。
The
さらにティースV2に巻線されたコイル8aは、ティースV3に巻線されたコイル8aと離間渡り線41Vを介して接続されており、ティースV3に巻線されたコイル8aは、隣接渡り線43によってティースV4に巻線されたコイル8bに接続され、そこから巻終わり線45Vを介して中性点用の端子5Nに接続されている。
Further, the
W相の入力端子5WとティースW1に巻線されたコイル8aは、巻始め線40Wを介して接続されており、ティースW1に巻線されたコイル8aとティースW2に巻線されたコイル8bは隣接渡り線43によって接続されている。
The
さらにティースW2に巻線されたコイル8bは、ティースW3に巻線されたコイル8bと離間渡り線41Wを介して接続されており、ティースW3に巻線されたコイル8bは、隣接渡り線43によってティースW4に巻線されたコイル8aに接続され、そこから巻終わり線45Wを介して中性点用の端子5Nに接続されている。
Further, the
なお、離間渡り線41U〜41Wと隣接渡り線43とは、それぞれ、固定子100の軸方向の反対側に、絶縁部材を介して分割積層鉄心1a、1bを挟んで配置されており、電位差が最も高くなる入力端子5U〜5Wは、全く干渉のおそれがない隣接渡り線43側に配置することが望ましい。図1では下側に、隣接渡り線43が配置され、上側に離間渡り線41U〜41Wが配置されている。
In addition, the spaced-apart connecting wires 41U to 41W and the adjacent connecting
また、図3中では、中性点用の端子5NはV相の巻終わり線の近傍に配置しているが、巻終わり線45U、45V、45Wが電気的に接続されていれば良く、他の入力端子5U、5V、5Wとの干渉のおそれがないティースU3、U4、V3、V4、W3、W4のいずれに配置しても良い。
Further, in FIG. 3, the
図4に示すように一対の分割積層鉄心1は、2つの分割積層鉄心1a、1bからなる。
図5は、一対の分割積層鉄心1の分割積層鉄心1a、1bの間を折曲げる前の状態を示す上面図である。図5の状態から連結部11を中心として外周側に90度折り曲げたものが図4に示す一対の分割積層鉄心1である。
As shown in FIG. 4, the pair of divided
FIG. 5 is a top view showing a state of the pair of divided
分割積層鉄心1a、1bは、それぞれ積層バックヨーク部11a、11bと積層バックヨーク部11a、11bから内側に突出する積層ティース部12a、12bを備える。2つの分割積層鉄心1a、1bのピッチ間隔はPである。分割積層鉄心1a、1bは、積層バックヨーク部11a、11bの周方向の端部11at、11bt同士が連結部11の図4に示す軸Qを中心軸として折曲げ可能に薄肉連結されている。
The divided laminated
なお、ここでは折曲げ可能な構成にするために、積層バックヨーク部11a、11bの連結部11を薄肉結合としているが、これに限らず、例えば積層方向に設けるカシメ用凹凸を利用して積層バックヨーク部11a、11bをヒンジ結合として回転自在に構成しても良い。
Here, in order to make the structure foldable, the connecting
積層バックヨーク部11a、11bの外周側中央部分には、後述するチャック機構に対して分割積層鉄心1a、1bを取り付けるためのアリ溝11a1、11b1を備えている。アリ溝11a1、11b1は、積層バックヨーク部11a、11bの上端部から下端部まで軸方向に延在している。
Dovetail grooves 11a1 and 11b1 for attaching the divided
図6は、図4に示す一対の分割積層鉄心1の分割積層鉄心1a、1bに絶縁ボビン3a(第一絶縁ボビン)、3b(第二絶縁ボビン)を装着した状態を示す図である。以降の説明の都合上、図6では、図1の状態と比較して上下を反対にして描画している。図6に示すように、分割積層鉄心1a、1bには、軸方向に垂直に2分割された、絶縁ボビン3aと絶縁ボビン3bを装着している。
FIG. 6 is a view showing a state where the insulating
後述する巻線工程によって、例えばU相の場合は、一対の分割積層鉄心1(分割積層鉄心1a、1b)を2組1セットのU相巻装部群1Uとして、これらの全ての分割積層鉄心1a、1bにコイル8を連続的に巻線し、1相分のU相分割固定子群10Uを形成する。
For example, in the case of the U phase, a pair of divided laminated iron cores 1 (divided
図2(a)に示すように、巻線されたU相分割固定子群10Uは、2個のティースU1、U2と、2個のティースU3、U4とが中心点0を挟んで対象の位置となるように配置され、残りのV相分割固定子群10V、W相分割固定子群10Wは、U相分割固定子群10Uから周方向にそれぞれ反対側に60°ずつ、ずらして円環状に配置される。
As shown in FIG. 2A, the wound U-phase split stator group 10U includes two teeth U1 and U2 and two teeth U3 and U4 with the
円環状に配置されたU相分割固定子群10U、V相分割固定子群10V、W相分割固定子群10Wを構成する各分割積層鉄心1a、1bの積層バックヨーク部11a、11bの当接部同士が溶接や接着により一体化されることにより、10極12ティースの3相DCブラシレスモータの固定子100が構成される。
Contact between the laminated
次に、絶縁ボビン3a、3bの構成について図6〜図8を用いて説明する。
図7(a)〜(c)は、絶縁ボビン3aを3つの異なる方向から見た斜視図である。
図8(a)〜(c)は、絶縁ボビン3bを3つの異なる方向から見た斜視図である。
分割積層鉄心1a、1bには、コイル8との間の絶縁を確保するために絶縁ボビン3aおよび絶縁ボビン3bが上下から装着されている。
Next, the configuration of the insulating
7A to 7C are perspective views of the insulating
FIGS. 8A to 8C are perspective views of the insulating
An insulating
絶縁ボビン3aは、積層ティース部12a、12bを覆う形状のコイル絶縁部36aと、積層ティース部12a、12bの内周面をそのまま軸方向に伸ばした形状と類似し、上端面35auが軸方向に垂直となる内壁35aと、積層バックヨーク部11a、11bの内周側の縁上から軸方向上方に立設する外壁34a(第一外壁)から構成されている。
The insulating
絶縁ボビン3aの内壁35aの上端面35auの周方向両端部には、当該上端面35auから軸方向に立ち上がる、内側端部ワイヤガイド35a1、35a2を備える。内側端部ワイヤガイド35a1、35a2は、内周側にせり出した庇形状をしている。また、この2つの内側端部ワイヤガイド35a1、35a2の間には、内側端部ワイヤガイド35a1、35a2と概略同じ高さまで軸方向に立ち上がり、周方向に延在する内側中央ワイヤガイド35a3を備える。そして内側端部ワイヤガイド35a1と内側中央ワイヤガイド35a3の間、及び内側端部ワイヤガイド35a2と内側中央ワイヤガイド35a3の間には、上端面35au上を径方向に抜けるワイヤ経路Ma1、Ma2が形成される。
Inner end wire guides 35a1 and 35a2 rising in the axial direction from the upper end surface 35au are provided at both circumferential ends of the upper end surface 35au of the
このワイヤ経路Ma1、Ma2の底面、すなわち上端面35auの位置は、図1に示すように分割積層鉄心1a、1bに絶縁ボビン3a、3bを介してコイル8を巻回したときの内壁側のコイルエンド位置よりも高い位置となっている。コイル8とコイル8の間の渡り線の内、隣り合わないコイル8間を接続する離間渡り線41は、ワイヤ経路Ma1、Ma2の底面を通り、内側端部ワイヤガイド35a1、35a2、35a3の根元に沿って、上端面35au上を這い回される。
The bottom surfaces of the wire paths Ma1 and Ma2, that is, the positions of the upper end surfaces 35au are located on the inner wall side when the
一方、絶縁ボビン3aの外壁34aには、図7に示すように、コイル絶縁部36aの軸方向の端部の高さと概略同じ高さか、それより低い位置から軸方向に延び、径方向に抜けるスリット状のワイヤ経路Ma3、Ma4が設けられている。また、絶縁ボビン3aの外壁34aには離間渡り線41同士の接触を防止するための3個の離間渡り線支持突起31a1〜31a3が設けられている。そのうち周方向の両端に設けた離間渡り線支持突起31a1、31a3は軸方向の上が開放した樋状の離間渡り線支持突起となっている。離間渡り線支持突起31a1、31a3は、製品として、他相の離間渡り線41同士が接触することを防止する役目を果たす他に、後述する巻線工程において、離間渡り線41を引っ掛けて係止する役目も果たす。また、離間渡り線41が固定子100の外周面から径方向外側に離れることを防止する。離間渡り線支持突起31a1、31a3は、樋形状に限らず、軸方向に離間渡り線41を引っ掛けることができ、離間渡り線41が固定子100の外周面から離れないよう面外規制できる形状であれば良い。さらに、外壁34aの根元、すなわち、ワイヤ経路Ma3、Ma4の底部外側には、積層バックヨーク部11a、11bの外周側の縁上を覆うように周方向に延在するステージ部37aが設けられており、このステージ部37a(第一ステージ部)の上面に沿って離間渡り線41Uを引き回すことにより分割積層鉄心1a、1bと離間渡り線41Uの接触を避けることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the
絶縁ボビン3bは、積層ティース部12a、12bを覆う形状のコイル絶縁部36bと、積層ティース部12a、12bの内周面をそのまま軸方向に伸ばした形状と類似する内壁35bと、積層バックヨーク部11a、11b上から軸方向に立設する外壁34b(第二外壁)から構成されている。絶縁ボビン3aと絶縁ボビン3bの大きな違いは、まず、絶縁ボビン3aは、上端面35auを有し、内側端部ワイヤガイド35a1、35a2や内側中央ワイヤガイド35a3を備えるのに対して、絶縁ボビン3bの軸方向の上端部は、径方向の幅が狭く、ワイヤガイドは備えていない点である。
The insulating
また絶縁ボビン3bの外壁34bの外周面には、絶縁ボビン3aの離間渡り線支持突起31a1〜31a3のような突起は設けていない。絶縁ボビン3bの外壁34bには径方向にスリット状のワイヤ経路Mb3、Mb4が設けてあり、このワイヤ経路Mb3、Mb4の底面はコイル絶縁部36bの上端面と等しいかそれよりも低い位置となっている。これは絶縁ボビン3aと同様、巻線時に第1ターンのコイル8が後に巻かれるコイル8の邪魔にならないことを狙いとした構成である。
Further, the outer peripheral surface of the
また、絶縁ボビン3bの外壁34bの下端には、絶縁ボビン3aと同様、積層バックヨーク部11a、11bの外周側の縁状を覆うように周方向に延在するステージ部37b(第二ステージ部)が設けられており、隣接渡り線43と分割積層鉄心1a、1bとの接触を避けることができる。
Further, at the lower end of the
次に、固定子100の離間渡り線41U〜41Wの配置について図1、2、6、9、10、11を用いて説明する。
図9は、一相の分割固定子群10Xの巻線直後の状態を示す上面図である。
図10は、一相の分割固定子群10Xの巻線直後の状態を示す正面図である。
図11は、一相の分割固定子群10Xの巻線直後の状態を示す斜視図である。巻線を終えた状態でのU、V、W相の各分割固定子群の違いは、離間渡り線の長さと、各コイル8の巻線方向であるので、図9〜図11は、各相の共通の図面である。
Next, the arrangement of the separation connecting lines 41U to 41W of the
FIG. 9 is a top view showing a state immediately after the winding of the one-phase divided
FIG. 10 is a front view showing a state immediately after winding of the one-phase divided
FIG. 11 is a perspective view showing a state immediately after the winding of the one-phase divided
前述したように、U相分割固定子群10U、V相分割固定子群10V、W相分割固定子群10Wを一体化させた後、U相分割固定子群10Uの離間渡り線41Uを、間に挟まれる他相の分割固定子群の積層バックヨーク部11a、11b側に這い回し、絶縁ボビン3aの外壁34aに設けたステージ部37aと離間渡り線支持突起31a1〜31a3の間(ステージ部37a上でも良い)に配置する。次に、V相分割固定子群10Vの離間渡り線41Vを、間に挟まれる他相の分割固定子群の積層バックヨーク部11a、11b側に這い回し、絶縁ボビン3aの外壁34aに設けた離間渡り線支持突起31a1〜31a3上に配置する。
As described above, after the U-phase split stator group 10U, the V-phase
最後にW相分割固定子群10Wの離間渡り線41Wを固定子100の内周に沿って這い回す。離間渡り線41Wは、図2(a)のように、まずティースW2の絶縁ボビン3aのワイヤ経路Ma2を通り、固定子100の内周側を這わせ、隣接するティースU3の絶縁ボビン3aのワイヤ経路Ma1を通りティースU3からティースV4までの上端面35au上を内側端部ワイヤガイド35a1、35a2、内側中央ワイヤガイド35a3に沿って通る。その後ティースV4のワイヤ経路Ma2から固定子100の内周側へ出たのち、隣接するティースW3のワイヤ経路Ma1からコイル8bへと繋がっている。
Finally, the
なお、上記説明では、離間渡り線41WはティースU3からティースV4にかけて上端面35au上を通るとしたが、当該離間渡り線41Wが絶縁ボビン3aの内壁35aのコイル側端面より内周側に配置されており、離間渡り線41Wが所定の長さとなっている限り途中の経路は実施例の経路に限られず、当該離間渡り線41Wが他のコイル8や分割積層鉄心1a、1b、隣接渡り線43、他の離間渡り線41U、41Vと接触しなければ良い。
In the above description, the
なお、本実施の形態では図3に対応するように離間渡り線41U〜41Wの配置について説明したが、回転電機の制御上の都合でU相、V相、W相を入れ替えても発明が成立することは言うまでも無い。さらに、積層バックヨーク部11a、11b側を這わせる渡り線について、上記説明では離間渡り線支持突起31a1〜31a3の下側とした離間渡り線41Uは、離間渡り線支持突起31a1〜31a3の上側に他の離間渡り線41V、41Wが配置されない場所では、離間渡り線支持突起31a1〜31a3の上側に配置しても良い。同様に、上記説明で離間渡り線支持突起31a1〜31a3の上側とした離間渡り線41Vは、離間渡り線支持突起31a1〜31a3の下側に他の離間渡り線41Uが配置されない場所では、離間渡り線支持突起31a1〜31a3の下側に配置しても良い。
In the present embodiment, the arrangement of the separation jumpers 41U to 41W has been described so as to correspond to FIG. 3, but the invention is realized even if the U phase, the V phase, and the W phase are switched for convenience of control of the rotating electrical machine. Needless to say. Further, with respect to the connecting wire that turns the laminated back
次に、U相巻装部群1U(コイル8a、8bを巻線するとU相分割固定子群10Uとなる)、V相巻装部群1V、W相巻装部群1Wにコイル8a、8bを巻線するコイル巻線工程と固定子100の巻線装置について、固定子100のU相を構成するU相巻装部群1Uへのコイル巻線工程を例として説明する。
Next, the U-phase winding part group 1U (when the
図12は、巻線装置50の構成を示す正面図である。
図13は、巻線装置50のチャック機構51aの構成を示す上面図である。チャック機構51bも同じ構成である。
図14は、U相巻装部群1Uの第1の巻装部UK1(分割積層鉄心に絶縁ボビン3a、3bを装着したもの)にコイル8を巻線する状態を示す上面図である。
図15は、U相巻装部群1Uの第3の巻装部UK3にコイル8を巻線する状態を示す上面図である。
図16は、巻線装置50の調整フック55に離間渡り線41がかかった状態における、離間渡り線支持突起、調整フック、離間渡り線の位置関係を表す斜視図である。
図17は、巻線装置50の調整フック55に離間渡り線がかかった状態における、離間渡り線支持突起、調整フック、離間渡り線41の位置関係を表す斜視詳細図である。
図18は、U相巻装部群1Uへのコイルの巻線が完了した状態を示す上面図である。
FIG. 12 is a front view showing the configuration of the winding
FIG. 13 is a top view showing the configuration of the
FIG. 14 is a top view showing a state in which the
FIG. 15 is a top view showing a state where the
FIG. 16 is a perspective view showing the positional relationship among the separation crossover support protrusion, the adjustment hook, and the separation crossover line in a state where the
FIG. 17 is a detailed perspective view showing the positional relationship between the separation crossover support protrusion, the adjustment hook, and the
FIG. 18 is a top view showing a state in which the winding of the coil to U-phase winding unit group 1U has been completed.
巻線装置50は、複数の分割積層鉄心1a、1b(ここでは、一対の分割積層鉄心1を2セット)に絶縁ボビン3a、3bを装着した巻装部UK1〜UK4を、各積層ティース部12a、12bの内周側の先端が外側を向くように円環状に配置する、2つのチャック機構51a、51bを備える。駆動機構52a、52bは、チャック機構51a、51bを回転駆動軸C1、C2を中心として回転させる機構である。
The winding
インデックステーブル53は、駆動機構52aを備えたチャック機構51aと、駆動機構52bを備えたチャック機構51bとを、駆動機構52aの回転駆動軸C1と駆動機構52bの回転駆動軸C2とそれぞれ平行に、かつ回転駆動軸C1と回転駆動軸C2の中間に存在する回転軸Tを中心として回転可能に載置するテーブルである。クランプ機構54は、流体圧などの動力でコイル8の巻き始め線40U〜40Wをクランプする。クランプ機構54は、コイル8を巻線するときに回転駆動軸C1、C2の上方、延長線上に存在するように備える。
The index table 53 includes a
また、巻線装置50は、各巻装部UK1〜UK4に、外周側から順番に対向して、導線6を供給しながら軸R(巻装部の中心軸)を中心として巻装部UK1〜UK4の周囲を旋回することで各巻装部UK1〜UK4にコイル8を巻線するフライヤ機構58を備える。
Further, the winding
フライヤ機構58は、コイル8の整列性を向上する目的で、旋回動作と同期して図12の矢印X方向にスライドする。2つのチャック機構51a、51bは、回転軸Tを中心とした点対称の位置に配置されており、フライヤ機構58が対向していない側のチャック機構(図12ではチャック機構51a)では、別の巻装部群の付け外しが可能となっている。これにより、コイルの巻線中に、同時にワークの投入が可能となり、固定子100の生産性の向上を図ることができる。
The
チャック機構51a、51bは、回転駆動軸C1、C2を中心に開閉動作ができる4組の固定爪521と可動爪522からなる爪機構520を有し、可動爪522が固定爪521とは反対側に開いたときに、分割積層鉄心1a、1bの外周面に設けたアリ溝11a1、11b1に固定爪521と可動爪522とが係合する。また、4つ可動爪522は、全てが一体となっていて、4つの可動爪522が同時に同じ量だけ開閉するように設定されている。また、チャック機構51a、51bの上端面には、絡げピン56を備えている。
The
図13に示すように、チャック機構51a、51bは、組み付けられた2つの分割積層鉄心1aの積層ティース部12aの軸心を結ぶ直線B1と、2つの分割積層鉄心1bの積層ティース部12bの軸心を結ぶ直線B2のいずれもが回転駆動軸C1、C2を通るように巻装部UK1〜UK4を位置決めする。これにより、回転駆動軸C1、C2を回転させるだけで各巻装部UK1〜UK4をフライヤ機構58に対して同じ位置に移動させることができ、巻線装置50の巻線動作の調整時間を短縮できる構成となっている。
As shown in FIG. 13, the
また、チャック機構51a、51bは、コイル8の巻線順序として2番目の巻装部(図ではUK2)と3番目の巻装部(同UK3)との中間に、離間渡り線41U〜41Wを引っ掛けるために使用する調整フック55を備える。調整フック55は、軸方向に階段状に延在していて、UVWの各相用の3つの溝55U、55V、55Wを有する。離間渡り線41U〜41Wは、取り回し経路によって長さが異なるので、それぞれの長さを調整するために各相用の調整フック55の溝55U〜55Wを使用する。なお、離間渡り線41の長さの許容値が比較的広い場合、例えばこれらのうち固定子100の外周側に這い回されるU相用の溝55UとV相用の溝55Vを共通化して溝を2つとしても良い。さらに、調整フック55に、軸方向への移動機能を設けることにより、複数種類の固定子にも対応できる。
Further, the
次に、U相用のU相巻装部群(UK1〜UK4のセット)にコイル8を巻線する巻線工程について説明する。
図14に示すように、絶縁ボビン3a、3bが組み付けられた巻装部UK1〜UK4は、巻線装置50のチャック機構51a(チャック機構51aから使用を始めるとする)に、絶縁ボビン3bを取り付けた側が上側となるように投入される。そしてチャック機構51aに備えられた可動爪522が、固定爪521とは反対側に開くことにより全てのアリ溝11a1、11b1が同時に把持され、チャック機構51aに固定される。
Next, the winding process of winding the
As shown in FIG. 14, the winding portions UK1 to UK4 in which the insulating
次に、最初にコイル8aを巻線する巻装部UK1をフライヤ機構58の軸Rに対向させる。フライヤ機構58のノズル58aから導線6が供給され、この導線6の端末部が巻始め線40としてクランプ機構54によってクランプされる。次に、巻始め線40Uをフライヤ機構58に対向した巻装部UK1の絶縁ボビン3bのワイヤ経路Mb3に通した後、フライヤ機構58の旋回動作によってコイル8aを巻線する。
Next, the winding part UK1 around which the
次に、図15に示すように、このコイル8aの巻終わり線をフライヤ機構58とチャック機構51aの動作によって、巻装部UK1に組み付けられた絶縁ボビン3bのワイヤ経路Mb4、隣接する巻装部UK2に組み付けられた絶縁ボビン3bのワイヤ経路Mb3に通し、隣接渡り線43を形成する。作業時間の短縮のため、この隣接渡り線43を形成する動作の中で巻装部UK2をフライヤ機構58に対向させる。次に、巻装部UK1に巻線した時と逆方向にフライヤ機構58を旋回させ、巻装部UK2にコイル8bを巻線する。
Next, as shown in FIG. 15, the winding end line of this
このようにして1つ目の分割積層鉄心1a、1bを内包する巻装部UK1、UK2への巻線が完了する。引き続き、巻装部UK2に巻線したコイル8bの巻終わり線をフライヤ機構58とチャック機構51aの動作によって、巻装部UK2の下側の絶縁ボビン3aのワイヤ経路Ma4に通し(図2参照)、続いて調整フック55に設けられたU相用の溝55Uに引っ掛け、巻装部UK3の下側の絶縁ボビン3aに設けられたワイヤ経路Ma3を通し、これが離間渡り線41Uとなる。作業時間の短縮のため、この離間渡り線41Uを形成する動作の中で巻装部UK3をフライヤ機構58に対向させる。
Thus, the winding to the winding parts UK1 and UK2 including the first divided
次に、巻装部UK2に巻線したときと同方向にフライヤ機構58を旋回させ、コイル8bを巻装部UK3に巻線する。このコイル8bの巻終わり線をフライヤ機構58とチャック機構51aの動作によって、巻装部UK3に組み付けられた絶縁ボビン3bのワイヤ経路Mb4、隣接する巻装部UK4に組み付けられた絶縁ボビン3bのワイヤ経路Mb3に通し、隣接渡り線43とする。作業時間の短縮のため、この隣接渡り線43を形成する動作の中で巻装部UK4をフライヤ機構58に対向させる。
Next, the
次に、巻装部UK1を巻線した時と同方向にフライヤ機構58を旋回させ、巻装部UK4にコイル8aを巻線する。このコイル8aの巻終わり線45Uは、巻装部UK4に組み付けられた絶縁ボビン3bのワイヤ経路Mb4を通り、絡げピン56に引っ掛けられることでその長さを確保して切断される。
Next, the
以上のようにして、U相巻装部群1Uへの巻線工程を完了してU相分割固定子群10Uを得る。チャック機構51aに固定された巻線を完了したU相分割固定子群10Uは、インデックステーブル53が180°回転することで反対側へ搬送される。ここで、チャック機構51aの可動爪522が固定爪521側に閉じられる。この時、U相巻装部群1Uへの巻線中に予めチャック機構51bに投入されていたV相巻装部群1Vの各巻装部がフライヤ機構58側へ搬送され、次のV相用のコイル8の巻線工程が行われる。
As described above, the winding process to the U-phase winding part group 1U is completed to obtain the U-phase split stator group 10U. The U-phase split stator group 10U that has completed the winding fixed to the
上記ではU相巻装部群1Uにコイル8を巻線する巻線工程について説明したが、W相巻装部群1Wへのコイル8の巻線についても同様で、調整フック55に引っ掛ける動作を、W相用の溝55Wへと変更するだけで良い。V相巻装部群1Vの巻装部については、調整フック55に引っ掛ける動作をV相用の溝55Vとし、コイル8の巻線方向を、図3に示すようにU相と逆方向にするだけで良い。
The winding process for winding the
本発明の実施の形態1に係る固定子、固定子の製造方法、及び固定子の巻線装置によれば、絶縁ボビン3a、3bを大型化することなく異なる相の離間渡り線41U〜41Wおび隣接渡り線43同士の干渉を防止でき、高い絶縁耐力を有する回転電機の固定子100を製造することができる。
According to the stator, the stator manufacturing method, and the stator winding device according to the first embodiment of the present invention, the separated connecting wires 41U to 41W of different phases without increasing the size of the insulating
また、各積層バックヨーク部11a、11bに、分割積層鉄心1a、1bの積層方向に延びたアリ溝11a1、11b1を設け、巻線装置50のチャック機構51a、51bの固定爪521と可動爪522とで構成する爪機構520を用いてアリ溝11a1、11b1の位置決めと固定を同時に行うことができる。これにより、再現性の高い巻線、渡り線の配置が可能となり、高密度なコイル8a、8bを高速に巻線し、離間渡り線41U〜41W、隣接渡り線43の長さの微調整が可能で、高い絶縁耐力を有する回転電機の固定子100を製造することができる。
Also, dovetail grooves 11a1 and 11b1 extending in the stacking direction of the split laminated
また、調整フック55は、複数の溝55U〜55Wを有するので、コイル巻線工程において、離間渡り線41U〜41Wに弛みが出て、絶縁被膜に傷つく心配がない。また、相別に離間渡り線41U〜41Wの長さを微調整することができるため、製品となっても異なる相の離間渡り線が干渉することなく、高い絶縁耐力を有する固定子100を製造することができる。
In addition, since the
また、チャック機構51a、51bは、組み付けられる2つの分割積層鉄心1aの積層ティース部12aの軸心を結ぶ直線B1と、2つの分割積層鉄心1bの積層ティース部12bの軸心を結ぶ直線B2のいずれもが回転駆動軸C1、C2を通るように巻装部UK1〜UK4等を位置決めするので、回転駆動軸C1、C2を回転させるだけでフライヤ機構58に各巻装部を同じ位置で対向させることができ、全ての巻装部に同条件でコイル8を巻線できる。これにより、巻線装置50の調整時間を短縮することができる。
また、チャック機構51a、51bにコイル8の巻始め線40U〜40Wまたは巻終わり線45U〜45Wの長さを確保する絡げピン56を設けたことで、巻き終わり線の長さも微調整することができ、全ての渡り線を干渉させることなく、高い絶縁耐力を有する固定子100を生産性良く製造できる。
Further, the
Further, the length of the winding end line can be finely adjusted by providing the
チャック機構51a、51bは、分割積層鉄心1a、1bに設けたアリ溝11a1、11b1の数だけ設けられた開閉可能な、可動爪522を有し、固定爪521と可動爪522をアリ溝11a1、11b1に係合させて各巻装部を把持し、4つ可動爪522は、全てが一体となっていて、同時に同じ量だけ開閉できるので、各巻装部の位置決めと固定を同時に行うことができ、再現性の高いコイル8の巻線、全ての渡り線の配置が可能となる。
The
また、巻線装置50に巻始め線40U〜40Wを把持するクランプ機構54を設け、このクランプ機構54はチャック機構51a、51bの回転駆動軸C1、C2の軸方向上方に配置したことで、コイル8を巻線する各巻装部を変更するためにチャック機構51a、51bを回転させるときも、クランプ機構54とコイル8の巻線開始部の間の距離が変化しないため、巻始め線40U〜40Wに使われる導線6の絶縁被膜の劣化を防止できる。
In addition, the winding
また、巻線装置50は、水平で、回転可能なインデックステーブル53を有し、インデックステーブル53上にチャック機構51a、51bを複数配置し、各チャック機構51a、51bの回転駆動軸C1、C2とインデックステーブル53の回転軸Tとの間の距離を全て等しくしたので、コイル8の巻線中に、前にコイル8の巻線を終了した分割固定子群を取り外し、次にコイル8を巻線する巻装部群を巻線装置50へ投入できる。これにより、巻線工程の並列化が可能となり、固定子100の生産性が向上する。
The winding
また、部品点数を抑え、高密度なコイル8を高速に巻線できるので、異なる相の離間渡り線41U〜41W、隣接渡り線43を干渉させることなく、高い絶縁耐力を有する固定子100を生産することができる。
In addition, since the high-
なお、本実施の形態では、10極12スロットの3相DCブラシレスモータの固定子100(電機子)の例について説明したが、例えば20極24スロット、30極36スロットなどの3相DCブラシレスモータにおいても同様に対応できる。
In this embodiment, an example of a stator 100 (armature) of a 10-pole 12-slot three-phase DC brushless motor has been described. However, for example, a 3-phase DC brushless motor having a 20-pole 24 slot, a 30-
また、本実施の形態では説明の都合上巻始め線40U〜40Wを入力端子側、巻終わり線45U〜45Wを中性点側として述べたが、生産の都合に合わせて巻始めと巻終わりの順を逆転させても成立する。このような電気配線とすることで、導線6の接続箇所が少なく、離間渡り線41U〜41W、隣接渡り線43の接触のおそれがある箇所を極限まで減らすことができ、絶縁ボビンの形状の複雑化および大型化、ひいては固定子100の大型化を抑制することができる。
なお、本実施形態で使用した巻線装置及び固定子の巻線方法は、分割積層鉄心でない一体型の分割鉄心に対しても適用できる。
In the present embodiment, the winding start lines 40U to 40W are described as the input terminal side and the winding end lines 45U to 45W are defined as the neutral point side for convenience of description. Even if it is reversed, it is established. By using such an electrical wiring, the number of connection points of the conductive wire 6 is small, and the number of places where there is a risk of contact between the spaced-apart connecting wires 41U to 41W and the adjacent connecting
Note that the winding device and the stator winding method used in the present embodiment can also be applied to an integrated split core that is not a split laminated core.
実施の形態2.
以下、本発明の実施の形態2を図を用いて実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図19は、本発明の実施の形態2に係るチャック機構251a、251bの斜視図である。
チャック機構251a、251bは、調整フック55の根元に、溝55U〜55Wに引っ掛けた離間渡り線41U〜41Wをガイドするガイド部57を設けている点が実施の形態1のチャック機構51a、51bと異なる。
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
FIG. 19 is a perspective view of
The
図に示すように、ガイド部57の上面57Uは、チャック機構251a、251bの軸方向に垂直かつ外側にて離間渡り線41U〜41Wを支持し、離間渡り線41Uが巻装部UK2、UK3の積層バックヨーク部11a、11bの外周面下端部の縁や、側面下端部の縁に接触することを防止し、離間渡り線41Uの皮膜に傷が付くことを防止している。上面57Uの外周縁57Eに面取りを施したり、ガイド部57自体を樹脂や硬質ゴムなどで製造すると更に効果がある。
As shown in the figure, the upper surface 57U of the
本発明の実施の形態2に係る固定子、固定子の製造方法、及び固定子の巻線装置によれば、固定子の製造時において離間渡り線41の皮膜に傷が付くことを防止できるので、信頼性が高く歩留まりの良い固定子を提供できる。
According to the stator, the stator manufacturing method, and the stator winding device according to the second embodiment of the present invention, it is possible to prevent the film of the
実施の形態3.
以下、本発明の実施の形態3を図を用いて実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図20(a)は、本実施の形態に係るチャック機構351a、351bの上面図である。
図20(b)は、図20(a)の丸印D1で囲んだ部分の拡大図である。
本実施の形態においては、巻線装置のチャック機構351a、351bに備えられた可動爪3522の根元に、実用上差し障りない程度に可動爪3522を減肉する切り欠きNを設け、可動爪3522の剛性を弱めている。
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
FIG. 20A is a top view of the
FIG. 20B is an enlarged view of a portion surrounded by a circle D1 in FIG.
In the present embodiment, a notch N for reducing the thickness of the
本発明の実施の形態3に係る固定子、固定子の製造方法、及び固定子の巻線装置によれば、減肉した可動爪3522が分割積層鉄心1a、1bのアリ溝11a1、11b1の寸法のばらつき量だけ弾性変形し、個体毎の寸法ばらつきを吸収できる。これにより、固定爪3521、可動爪3522とアリ溝11a1、11b1との間の適正な接触面積を確保し、過剰なチャック力を要さずに各巻装部を均一に固定でき、離間渡り線41U〜41W、隣接渡り線43の長さのばらつきを抑制することができる。尚、切り欠きNは、固定爪3521側に設けても良い。
According to the stator, the stator manufacturing method, and the stator winding device according to the third embodiment of the present invention, the thinned
実施の形態4.
以下、本発明の実施の形態4を図を用いて実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図21(a)は、チャック機構51a、51bの上面図である。
図21(b)は、図20(a)の丸印D2で囲んだ部分の一部拡大図である。
図22は、本実施の形態で使用する一対の分割積層鉄心401の上面図である。
本実施の形態では、実施の形態1と同じチャック機構51a、51bを使用する。
Embodiment 4 FIG.
Hereinafter, the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
FIG. 21A is a top view of the
FIG. 21B is a partially enlarged view of a portion surrounded by a circle D2 in FIG.
FIG. 22 is a top view of a pair of split laminated
In the present embodiment, the
実施の形態1と本実施の形態との異なる部分は、使用する分割積層鉄心401a、4011bの形状である。分割積層鉄心401a、401bは、積層バックヨーク部411a、411bの外周面上のアリ溝411a1、411b1に隣接した位置に切り欠き溝411a2、411b2を備えている。ここで切り欠き溝411a2、411b2を設ける範囲は、ティース中心面から距離0.25P(Pは、分割積層鉄心401a、401bのピッチ間隔)以内の範囲とする。この範囲であれば、回転電機の性能に与える影響が少ないからである。
The difference between the first embodiment and the present embodiment is the shape of the divided
本発明の実施の形態4に係る固定子、固定子の製造方法、及び固定子の巻線装置によれば、積層バックヨーク部411a、411bのアリ溝411a1、411b1の近隣に切り欠き溝411a2、411b2を設けたことで、アリ溝411a1、411b1の側面の剛性が弱まり、アリ溝411a1、411b1の寸法のばらつきの量だけアリ溝411a1、411b1の側面が弾性変形し、分割積層鉄心401a、401bの製造過程における寸法のばらつきを吸収できる。これにより、固定爪521、可動爪522とアリ溝411a1、411b1との間の適正な接触面積を確保し、過剰なチャック力を要さずに各巻装部を固定でき、離間渡り線41U〜41W、隣接渡り線43の長さのばらつきを抑制することができる。
According to the stator, the stator manufacturing method, and the stator winding device according to the fourth embodiment of the present invention, the cutout grooves 411a2, 411a1, 411b1, the notch grooves 411a2, By providing 411b2, the rigidity of the side surfaces of the dovetail grooves 411a1, 411b1 is weakened, the side surfaces of the dovetail grooves 411a1, 411b1 are elastically deformed by the amount of variation in the dimensions of the dovetail grooves 411a1, 411b1, and the split laminated
尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
100 固定子、0 中心点、1,401 一対の分割積層鉄心、
1a,1b,401a,401b 分割積層鉄心、1U U相巻装部群、
1V V相巻装部群、1W W相巻装部群、3a,3b 絶縁ボビン、
5N 中性点用端子、5U 入力端子、5V 入力端子、5W 入力端子、
6 導線、8,8a,8b コイル、N 根元、R,Q 軸,T 回転軸、
10 固定子鉄心、10U U相分割固定子群、10V V相分割固定子群、
10W W相分割固定子群、11 連結部、
11a,11b,411a,411b 積層バックヨーク部、
11a1,11b1,411a1,411b1 アリ溝、11at 端部、
411a2,411b2 切り欠き溝、N 切り欠き、
12a,12b 積層ティース部、31a1〜311a3 離間渡り線支持突起、
34a,34b 外壁、35a,35b 内壁、
35a1,35a2 内側端部ワイヤガイド、
35a3 内側中央ワイヤガイド、35au 上端面、36a,36b コイル絶縁部、
37a,37b ステージ部、40,40U,40V,40W 巻始め線、
41,41U,41V,41W 離間渡り線、
43 隣接渡り線、45U,45V,45W 巻終わり線、50 巻線装置、
51a,51b,251a,251b,351 チャック機構、
52a 駆動機構、53 インデックステーブル、54 クランプ機構、
55 調整フック、55U,55V,55W 溝、56 ピン、57 ガイド部、
57U 上面、58 フライヤ機構、58a ノズル、B1,B2 直線、
C1,C2 回転駆動軸、U1〜U4,V1〜V4,W1〜W4 ティース、
520 爪機構、521,3521 固定爪、522,3522 可動爪、
UK1〜UK4 巻装部、
Ma1,Ma2,Ma3,Ma4,Mb3,Mb4 ワイヤ経路。
100 stators, 0 center point, 1,401 a pair of split laminated iron cores,
1a, 1b, 401a, 401b Divided laminated iron core, 1U U-phase winding part group,
1V V phase winding part group, 1W W phase winding part group, 3a, 3b insulation bobbin,
5N Neutral point terminal, 5U input terminal, 5V input terminal, 5W input terminal,
6 conductor, 8, 8a, 8b coil, N root, R, Q axis, T rotation axis,
10 stator cores, 10U U-phase split stator group, 10V V-phase split stator group,
10 W W-phase split stator group, 11 coupling parts,
11a, 11b, 411a, 411b laminated back yoke part,
11a1, 11b1, 411a1, 411b1 Dovetail groove, 11at end,
411a2, 411b2 cutout groove, N cutout,
12a, 12b Laminated teeth part, 31a1-311a3 Spacing wire support protrusion,
34a, 34b outer wall, 35a, 35b inner wall,
35a1, 35a2 inner end wire guide,
35a3 inner center wire guide, 35au upper end surface, 36a, 36b coil insulation part,
37a, 37b stage part, 40, 40U, 40V, 40W winding start line,
41, 41U, 41V, 41W
43 Adjoining crossover wire, 45U, 45V, 45W End of winding wire, 50 winding device,
51a, 51b, 251a, 251b, 351 chuck mechanism,
52a drive mechanism, 53 index table, 54 clamp mechanism,
55 Adjustment hook, 55U, 55V, 55W groove, 56 pins, 57 guide,
57U top surface, 58 flyer mechanism, 58a nozzle, B1, B2 straight line,
C1, C2 rotary drive shaft, U1-U4, V1-V4, W1-W4 teeth,
520 claw mechanism, 521, 3521 fixed claw, 522, 3522 movable claw,
UK1-UK4 winding part,
Ma1, Ma2, Ma3, Ma4, Mb3, Mb4 wire paths.
Claims (19)
前記分割積層鉄心に軸方向に垂直に二分割された第一絶縁ボビンと第二絶縁ボビンを介して巻線するコイルとを備えた3相の電機子である固定子において、
前記分割積層鉄心は、二つ一組で一対の分割積層鉄心を構成し、
前記一対の分割積層鉄心は、前記バックヨーク部が積層された積層バックヨーク部の端部同士が連結部を中心として回転可能に連結され、
二組の前記一対の分割積層鉄心が、所定の長さの離間渡り線を介して連続的に巻線されて一つの相の分割固定子群を構成し、
前記一対の分割積層鉄心に巻線された二つの前記コイルは、隣接渡り線を介して互いに逆向き方向に巻線され、
前記二組の前記一対の分割積層鉄心の間には他の2相の分割固定子群を構成する、それぞれ一対の分割積層鉄心が挟まれ、
前記離間渡り線は、前記第一絶縁ボビンに配設され、前記コイルの巻始め線及び前記隣接渡り線は、反対側の前記第二絶縁ボビンに配設され、
前記第一絶縁ボビンは、前記積層バックヨーク部の軸方向端面の内周側縁上から軸方向に立設する第一外壁を有し、
前記第一外壁の外周面の周方向の両端部には、前記離間渡り線を支持する、離間渡り線支持突起を有し、
前記第一外壁の2つの前記離間渡り線支持突起の間には軸方向に延在して径方向に開口するワイヤ経路を有し、
前記第一絶縁ボビンは、前記第一外壁の根元の外周側に突出し、前記積層バックヨーク部の縁上に周方向に延在し、前記離間渡り線と前記積層バックヨーク部との接触を防止する第一ステージ部を有し、
前記第二絶縁ボビンは、前記積層バックヨーク部の軸方向端面の内周側縁上から軸方向に立設する第二外壁を有し、
前記第二外壁は、軸方向に延在して径方向に開口するワイヤ経路を有し、
前記第二絶縁ボビンは、前記第二外壁の根元の外周側に突出し、前記積層バックヨーク部の縁上に、周方向に延在し、前記隣接渡り線と前記積層バックヨーク部との接触を防止する第二ステージ部を有する固定子。 A stator core in which a plurality of divided laminated cores in which a core piece having a back yoke portion and a teeth portion protruding radially inward from the back yoke portion are laminated are connected in a ring shape;
In the stator which is a three-phase armature provided with a first insulating bobbin divided into two perpendicularly to the axial direction in the divided laminated core and a coil wound through a second insulating bobbin,
The divided laminated iron cores constitute a pair of divided laminated iron cores in pairs,
The pair of split laminated iron cores are connected so that ends of the laminated back yoke part in which the back yoke parts are laminated are rotatable around a connecting part,
Two sets of the pair of split laminated iron cores are wound continuously via a predetermined length of the crossover wire to form a single-phase split stator group,
The two coils wound around the pair of split laminated iron cores are wound in directions opposite to each other via adjacent crossover wires,
Between the two sets of the pair of divided laminated cores, a pair of divided laminated iron cores constituting another two-phase divided stator group are sandwiched,
The separated connecting wire is disposed on the first insulating bobbin, the winding start line of the coil and the adjacent connecting wire are disposed on the second insulating bobbin on the opposite side,
The first insulating bobbin has a first outer wall erected in the axial direction from the inner peripheral side edge of the axial end surface of the laminated back yoke portion,
At both ends in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the first outer wall, there is a separation jumper line support protrusion that supports the separation bridge wire,
A wire path extending in the axial direction and opening in the radial direction between the two spaced-apart connecting line supporting protrusions of the first outer wall;
The first insulating bobbin protrudes to the outer peripheral side of the base of the first outer wall and extends in the circumferential direction on the edge of the laminated back yoke portion to prevent contact between the separation jumper line and the laminated back yoke portion Having a first stage part to
The second insulating bobbin has a second outer wall erected in the axial direction from the inner peripheral side edge of the axial end face of the laminated back yoke portion,
The second outer wall has a wire path extending in an axial direction and opening in a radial direction;
The second insulating bobbin protrudes to the outer peripheral side of the base of the second outer wall, extends in a circumferential direction on an edge of the laminated back yoke portion, and makes contact between the adjacent crossover and the laminated back yoke portion. A stator having a second stage portion to prevent.
前記チャック機構に配置した複数の前記分割鉄心の位置を、それぞれ隣の分割鉄心の位置まで順次回転移動させる駆動機構と、
前記ティース部に対向し、導線を供給しながら前記ティース部の周囲を旋回して前記ティース部にコイルを連続して巻線するフライヤ機構とを備えた固定子の巻線装置において、
前記チャック機構は、離間渡り線の長さを調整する複数の溝を有し、全ての前記分割鉄心と共に前記駆動機構により回転される調整フックを備えた固定子の巻線装置。 A chuck mechanism arranged in an annular shape so that the teeth of the plurality of split iron cores face outward,
A drive mechanism for sequentially rotating the positions of the plurality of divided iron cores arranged in the chuck mechanism to the positions of the adjacent divided iron cores;
In the stator winding device provided with a flyer mechanism facing the teeth portion and turning around the teeth portion while supplying a conductive wire and winding the coil continuously around the teeth portion,
The chuck mechanism has a plurality of grooves for adjusting the length of the separation jumper wires, and includes a stator hook provided with an adjustment hook that is rotated by the drive mechanism together with all the divided iron cores.
前記一対の分割積層鉄心への前記コイルの巻線を終了した導線を、最後に前記コイルを巻線した前記分割積層鉄心の前記第一絶縁ボビンの前記第一外壁の前記ワイヤ経路を通して外側の前記離間渡り線支持突起に引っ掛けて、
続けて、前記導線を前記調整フックの前記溝に引っ掛けて、
前記導線を折り返して、次に前記コイルを巻線する前記一対の分割積層鉄心のうち、前記調整フックに隣接する前記分割積層鉄心の前記第一絶縁ボビンの、前記調整フックに近い側の前記離間渡り線支持突起に引っ掛けてから前記第一絶縁ボビンの前記第一外壁の前記ワイヤ経路を通して当該分割積層鉄心に前記コイルを巻線する固定子の製造方法。 A stator manufactured by winding the stator according to any one of claims 1 to 5 using the winding device for a stator according to any one of claims 6 to 15. A method,
Conductor wire that has finished winding of the coil to the pair of split laminated iron cores, the outer side through the wire path of the first outer wall of the first insulating bobbin of the split laminated iron core wound the coil last. Hook it on the support wire
Subsequently, the conductor is hooked in the groove of the adjustment hook,
Of the pair of split laminated cores that wraps the conductor and then winds the coil, the spacing of the first insulating bobbin of the split laminated core adjacent to the adjustment hook on the side close to the adjustment hook A method of manufacturing a stator, wherein the coil is wound around the split laminated core through the wire path on the first outer wall of the first insulating bobbin after being hooked on a crossover support protrusion.
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