JP6685572B1 - Coil terminal connection method, twist jig, and stator of rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
ステータ(2)のコア(6)のスロット(4)に挿入されたコイルセグメント(14)のスロット挿入部のうち最内周側の層に位置するスロット挿入部(14b)により構成される入力用引き出し線(14U1,14U2,14V1,14V2,14W1,14W2)が、同層に位置する他のコイルセグメント(12)のスロット挿入部(12b)と共にツイスト治具(22)でコア(6)の周方向の同一向きに折り曲げられ、その後、隣り合う層のスロット挿入部(12a)の先端部同士を接合する箇所である接合部(10)が径方向に並ぶ列の間の隙間(21)に横たわるように曲げられて外周方向に導出され、それぞれ端子部材(15U,15V,15W)に接続される。For input, which is formed by the slot insertion portion (14b) located in the innermost layer of the slot insertion portions of the coil segment (14) inserted into the slots (4) of the core (6) of the stator (2) The lead wires (14U1, 14U2, 14V1, 14V2, 14W1, 14W2) surround the core (6) with the twist jig (22) together with the slot insertion part (12b) of another coil segment (12) located in the same layer. Bending in the same direction, and thereafter, the joint portion (10), which is a portion for joining the distal end portions of the slot insertion portions (12a) of the adjacent layers, lies in the gap (21) between the rows arranged in the radial direction. Thus, it is bent and led out in the outer peripheral direction, and connected to the terminal members (15U, 15V, 15W), respectively.
Description
本発明は、モータや発電機等の回転電機のステータ、該ステータにおけるコイルの端子接続方法及び該端子接続方法を実施するためのツイスト治具に関する。 The present invention relates to a stator of a rotary electric machine such as a motor or a generator, a method of connecting terminals of coils in the stator, and a twist jig for implementing the method of connecting terminals.
モータや発電機等の回転電機におけるステータのコイルとして、ステータコアの周方向に沿って配置された複数のスロットに、直線状に延びる一対のスロット挿入部を備えたU字状のコイルセグメントを複数、スロットの間を跨ぐように挿入し、これらコイルセグメントの、ステータコアの端面から突出した挿入方向の先端部をツイスト加工した後に、ステータコアの径方向で隣り合う層(レイヤー)の先端部同士を溶接等により電気的に接合した、いわゆるセグメント型コイルが知られている。
U字状のコイルセグメントはヘアピンとも称されている。As a coil of a stator in a rotating electric machine such as a motor or a generator, a plurality of U-shaped coil segments having a pair of linearly extending slot insertion portions are provided in a plurality of slots arranged along the circumferential direction of the stator core. Insert so as to straddle between the slots, twist the ends of these coil segments in the insertion direction protruding from the end face of the stator core, and then weld the ends of the layers adjacent in the radial direction of the stator core. There is known a so-called segment type coil which is electrically joined by.
The U-shaped coil segment is also called a hairpin.
上記のコイルセグメントの中には、入力線や中性線などの引き出し線となるものが含まれており、これらは、先端部同士が接合される通常のコイルセグメントよりもステータコアの端面からの突出長さが大きい異形セグメントとして形成される。
ツイスト加工(捻り曲げ)をする場合、通常のコイルセグメントの先端部と、該通常のコイルセグメントの先端部と同じ層に位置する異形セグメントの先端部とを、同一のツイスト治具に挿入し、それらの先端部を、ツイスト治具の回転により、周方向の同一向きに且つ径方向で隣り合う層の先端部と逆向きにツイストすることが行われている。Some of the above-mentioned coil segments serve as lead wires such as input wires and neutral wires, and these protrude from the end surface of the stator core more than ordinary coil segments whose ends are joined together. It is formed as a deformed segment having a large length.
When performing twisting (twisting and bending), insert the tip of a normal coil segment and the tip of a deformed segment located in the same layer as the tip of the normal coil segment into the same twist jig, It is practiced to twist the tip portions in the same circumferential direction and in the opposite direction to the tip portions of the layers adjacent in the radial direction by rotating the twist jig.
この場合、ツイスト後の異形セグメントの先端部の、ステータの周方向の位置は、ステータコアの径方向に並ぶ通常のコイルセグメントの先端部の接合部列と同じ位置となる。
この位置関係であると、例えば、ステータコアの最も内周側の端の層に位置する異形セグメントの先端部による引き出し線を、径方向の外側に配置された端子部材に電気的に接続する場合には、通常のコイルセグメントの先端部の接合部列の上方を跨ぐように渡らせて接続する構成とならざるを得ない。
特許文献1に記載のコイルはU字状のものを挿入する構成ではないが、コイルの端部をコアの径方向に曲げて小型化を図ることについて上記のような手法が採られている。In this case, the position of the distal end of the deformed segment after twisting in the circumferential direction of the stator is the same as the position of the joining portion of the distal end of the normal coil segment aligned in the radial direction of the stator core.
With this positional relationship, for example, in the case of electrically connecting a lead wire formed by the tip of the deformed segment located in the innermost end layer of the stator core to the terminal member arranged on the outer side in the radial direction, Is inevitably configured to be connected so as to straddle over the joining portion row at the tip end portion of a normal coil segment.
Although the coil described in
しかし、上記のように接合部列の上方を跨ぐ接続構成では、異形セグメントの引き出し部分の長さを大きくとる必要があり、それだけ銅やアルミニウム等の材料費の増加に繋がる。
また、この種のステータではステータコアの端面からのコイルの突出量は少なければ少ない程モータ等の小型化に寄与し、ミリ単位で影響が出るが、上記のような接続構成は小型化を阻害する。
また、引き出し線の立ち上がり高さが大きいと、端子部材との接続部の剛性も低下するため、引き出し部の固有振動数が低下し、例えば車両エンジンの回転に伴う振動と共振して接続部に断線応力をもたらす懸念もある。However, as described above, in the connection structure that straddles the upper part of the joint line, it is necessary to increase the length of the drawn-out portion of the odd-shaped segment, which leads to an increase in the material cost of copper or aluminum.
Further, in this type of stator, the smaller the protruding amount of the coil from the end surface of the stator core is, the smaller the contribution of the motor or the like is to the motor, and the influence in millimeter units is exerted. .
Further, if the rising height of the lead wire is large, the rigidity of the connection portion with the terminal member also decreases, so the natural frequency of the lead portion decreases, and for example, the resonance occurs with the vibration accompanying the rotation of the vehicle engine and There is also a concern of causing a disconnection stress.
本発明は、このような現状に鑑みて創案されたもので、コイルセグメントを用いた回転電機のステータにおいて、コイルセグメントと端子部材との間の接続部の低コスト化と剛性の向上を図るとともに、回転電機の小型化に寄与することを目的とする。また、このような、低コストで高い剛性の接続部を有し、回転電機の小型化に寄与できる回転電機のステータを容易に製造できるようにすることを目的とする。 The present invention has been devised in view of such a current situation, and in a stator of a rotary electric machine using a coil segment, the cost reduction and the rigidity improvement of the connecting portion between the coil segment and the terminal member are achieved. , It is intended to contribute to downsizing of a rotary electric machine. Another object of the present invention is to make it possible to easily manufacture a stator of a rotary electric machine that has such a low-cost and high-rigidity connection portion and can contribute to downsizing of the rotary electric machine.
上記目的を達成するために、本発明によるコイルの端子接続方法は、コアの周方向に配列された複数のスロットに、それぞれ直線状に延びる一対のスロット挿入部を備えたコイルセグメントが前記スロットの間を跨ぐように複数挿入され、前記各スロットに挿入されたスロット挿入部が前記コアの径方向に複数の層を形成し、該各スロット挿入部の、前記コアの端面から突出した先端部が前記周方向に折り曲げられ、隣り合う層の先端部同士が電気的に接合されることでコイルが形成される回転電機のステータにおける、前記コイルの端子接続方法であって、前記複数の層のうち一端の層に位置し、前記各先端部のうち先端部同士で接合される第1先端部よりも前記コア端面からの突出長さが大きい第2先端部を、前記周方向における前記先端部同士の接合部間の隙間に横たわらせて前記複数の層のうち他端の層側に導出し、その導出した第2先端部を、前記他端の層から突出した位置で端子部材に電気的に接続する。 To achieve the above object, the coil terminal connection method according to the present invention has a plurality of slots arranged in the circumferential direction of the core, each of which has a coil segment having a pair of linearly extending slot insertion portions. A plurality of slots are inserted so as to straddle between the slots, and the slot insertion portions inserted in the respective slots form a plurality of layers in the radial direction of the core, and the tip portions of the respective slot insertion portions protruding from the end surface of the core are A method of connecting the terminals of the coil in a stator of a rotating electric machine, which is bent in the circumferential direction and in which a coil is formed by electrically joining the end portions of adjacent layers to each other. A second tip portion located in a layer at one end and having a protruding length from the core end surface that is larger than a first tip portion of the tip portions that are joined together at the tip portions is provided with the tip in the circumferential direction. The terminal member is laid out in a gap between the joints of the parts and led out to the layer side of the other end of the plurality of layers, and the derived second tip end portion is protruded from the layer of the other end. Electrically connect to.
前記第2先端部が、前記コアの内周側から外周側に向かって延びるように曲げられているとよい。
前記第2先端部を、前記周方向に折り曲げた後に前記隙間に対応する位置で前記径方向に折り曲げるとよい。
前記第2先端部を、該第2先端部と同じ層にある前記第1先端部と共に1つのツイスト冶具で、前記同じ層にある第1先端部より遅れて曲げて前記隙間に対応する部位で立ち上がるようにツイストさせ、その後、前記第2先端部を前記径方向に折り曲げるとよい。The second tip portion may be bent so as to extend from the inner peripheral side of the core toward the outer peripheral side.
The second tip may be bent in the circumferential direction and then bent in the radial direction at a position corresponding to the gap.
The second tip portion, together with the first tip portion in the same layer as the second tip portion, is bent by one twist jig at a position corresponding to the gap by bending later than the first tip portion in the same layer. Twisting so as to stand up, and then bending the second tip end portion in the radial direction.
本発明によるツイスト治具は、それぞれ直線状に延びる一対のスロット挿入部を備え、コアの周方向に配列された複数のスロットに該スロットの間を跨ぐように挿入され、前記各スロットに挿入されたスロット挿入部が前記コアの径方向に複数の層を形成する複数のコイルセグメントの、前記コアの端面から突出した先端部を前記周方向に折り曲げるツイスト冶具であって、円筒状又は円柱状の本体部と、前記本体部に周方向に間隔をおいて複数形成され、前記各先端部のうち隣り合う層の、相互に電気的に接合されるべき第1先端部をそれぞれ収容する第1収容凹部と、前記第1収容凹部に収容される前記第1先端部と同じ層に配置される先端部であって、該第1先端部よりも前記コアの端面からの突出長さが大きい第2先端部を収容する第2収容凹部と、を有し、前記第2収容凹部は、前記本体部に対して前記周方向に移動可能な可動部材に設けられている。 The twist jig according to the present invention includes a pair of linearly extending slot insertion portions, is inserted into a plurality of slots arranged in the circumferential direction of the core so as to straddle the slots, and is inserted into each of the slots. A slot jig is a twist jig for bending the tip end portion of the plurality of coil segments forming a plurality of layers in the radial direction of the core in the circumferential direction, the tip end portion projecting from the end surface of the core, and having a cylindrical or columnar shape. A first housing that houses a body portion and a plurality of first tip portions that are formed in the body portion at intervals in the circumferential direction and that are to be electrically joined to each other in adjacent layers of the tip portions. A recess and a tip portion arranged in the same layer as the first tip portion accommodated in the first accommodating recess, the protrusion length of the core from the end face being larger than that of the first tip portion; House the tip It has a second accommodation recess, and the second accommodation recess is provided in the movable member movable in the circumferential direction with respect to the main body portion.
前記折り曲げを開始する前の状態では、前記第1収容凹部及び前記第2収容凹部からなる複数の収容凹部が、前記周方向に等間隔で配置されているとよい。
前記本体部が、前記円筒又は円柱の軸を中心に回転可能であり、前記本体部と前記可動部材との間に、前記可動部材を前記本体部の回転方向に付勢する付勢部材が設けられているとよい。
前記可動部材の、前記本体部に対する可動範囲が、前記第1収容凹部の配置間隔よりも小さいとよい。In a state before the bending is started, it is preferable that a plurality of accommodation recesses including the first accommodation recess and the second accommodation recess are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
The main body is rotatable about an axis of the cylinder or the column, and a biasing member for biasing the movable member in the rotation direction of the main body is provided between the main body and the movable member. It is good to have been.
The movable range of the movable member with respect to the main body may be smaller than the arrangement interval of the first accommodating recesses.
前記可動部材の、前記本体部に対する可動範囲が、前記第1収容凹部の配置間隔の1/2であるとよい。
前記本体部が、前記円筒又は円柱の軸を中心に回転可能であり、前記第2収容凹部に前記第2先端部が挿入された状態で前記本体部が回転された場合、前記第2収容凹部は該回転に応じて前記第1収容凹部より遅れて移動するとよい。A movable range of the movable member with respect to the main body may be ½ of an arrangement interval of the first accommodation recesses.
When the main body is rotatable about the axis of the cylinder or the cylinder, and the main body is rotated in a state where the second tip is inserted into the second storage recess, the second storage recess May move later than the first accommodating recess according to the rotation.
本発明の回転電機のステータは、コアの周方向に配列された複数のスロットに、それぞれ直線状に延びる一対のスロット挿入部を備えたコイルセグメントが前記スロットの間を跨ぐように複数挿入され、前記各スロットに挿入されたスロット挿入部が前記コアの径方向に複数の層を形成し、該各スロット挿入部の、前記コアの端面から突出した先端部が前記周方向に折り曲げられ、隣り合う層間の先端部同士が電気的に接合されている回転電機のステータであって、前記複数の層のうち一端の層に位置し、前記各先端部のうち先端部同士で接合される第1先端部よりも前記コアの端面からの突出長さが大きい第2先端部が、前記周方向における前記先端部同士の接合部間の隙間に横たわるように配置されて、前記複数の層のうち他端の層側に導出されている。 The stator of the rotating electric machine of the present invention has a plurality of slots arranged in the circumferential direction of the core, and a plurality of coil segments each having a pair of slot insertion portions extending linearly are inserted so as to straddle the slots. The slot insertion portions inserted into the respective slots form a plurality of layers in the radial direction of the core, and the tip portions of the respective slot insertion portions protruding from the end surface of the core are bent in the circumferential direction and are adjacent to each other. A stator of a rotating electric machine in which tip portions between layers are electrically joined to each other, the first tip being located in one layer of the plurality of layers and joining the tip portions of the respective tip portions. A second tip portion, which has a larger projecting length from the end surface of the core than the end portion, is arranged so as to lie in the gap between the joint portions of the tip portions in the circumferential direction, and the other end of the plurality of layers On the layer side of It has been issued.
前記第2先端部が、前記他端の層から前記径方向に突出した位置で端子部材に電気的に接続されているとよい。
前記第2先端部が、前記コアの内周側から外周側に向かって延びているとよい。
前記第2先端部が、前記周方向に折り曲げられた部分と、前記隙間に対応する位置で前記径方向に折り曲げられた部分とを有しているとよい。The second tip portion may be electrically connected to the terminal member at a position projecting in the radial direction from the layer at the other end.
The second tip portion may extend from the inner peripheral side of the core toward the outer peripheral side.
The second tip portion may have a portion bent in the circumferential direction and a portion bent in the radial direction at a position corresponding to the gap.
本発明によれば、コイルセグメントを用いた回転電機のステータにおいて、コイルセグメントと端子部材との間の接続部の低コスト化と剛性の向上を図れるとともに、回転電機の小型化に寄与できる。また、このような、低コストで高い剛性の接続部を有し、回転電機の小型化に寄与できる回転電機のステータを容易に製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the stator of the rotary electric machine using a coil segment, while reducing the cost and rigidity of the connection part between a coil segment and a terminal member, it can contribute to miniaturization of a rotary electric machine. Further, it is possible to easily manufacture such a stator of a rotary electric machine that has a low-cost and high-rigidity connection portion and can contribute to downsizing of the rotary electric machine.
以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、図1を参照して本発明の一実施形態に係る回転電機のステータの構成の概要を説明する。
ステータ2は、周方向に配列された複数のスロット4を有する円筒状のコア6と、スロット4にU字状のコイルセグメント(セグメント導体)をスロット4の間を跨ぐように複数挿入してそれらのコイルセグメントを接続することにより構成された3相(U相、V相、W相)のコイル8とを備えている。符号5はコア6とコイルセグメントとの間を絶縁するための絶縁シートを示している。なお、以降の説明において、「U」を含む符号はU相のコイルに関連した構成を示す。「V」、「W」についても同様である。First, an outline of a configuration of a stator of a rotary electric machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The
各コイルセグメントはコア6の図中下側からスロット4に挿入され、図中コア6の上側(入力側又は給電側)に突出した先端部は、後述するツイスト治具によりコア6の周方向に折り曲げられる。折り曲げ(ツイスト)はコア6の径方向で隣り合う層毎に逆向きに行われ、ツイスト後に径方向で隣り合う層間で対向するコイルセグメントの先端部同士が電気的に接合される。
図1では接合前の状態を示しているが、以下の説明では、先端部同士が対向した構成(コイルセグメントの表面に形成されている絶縁被膜を除去した部分が対向した構成)を接合部10と称する。Each coil segment is inserted into the slot 4 from the lower side of the
Although FIG. 1 shows the state before joining, in the following description, the joining
なお、ステータ2において、各スロット4には6本のコイルセグメントのスロット挿入部(後述)が挿入される。コイルセグメントの厚さは全て共通であるので、1つのスロット4に挿入される各スロット挿入部の径方向の位置は全てのスロットにおいて共通である。このため、1のスロットの挿入される6つのスロット挿入部は、最外周側から最内周側まで積み重なった6層を形成すると捉えることができ、本明細書で「層」と言った場合には、特に断らない限り、このスロット挿入部の層を意味するものとする。
Incidentally, in the
コア6は、打ち抜き加工又はエッチング加工により成形された薄肉の円環状の電磁鋼鈑を円筒軸方向に積層して一体化した構成を有している。コア6の内周側には中心に向けて突出する複数のティース(磁極歯)7が周方向に所定間隔で放射状に形成されている。各ティース7の先端側の面によりコア6の内周面が概ね形成されるが、各ティース7の先端側の面は相互に離れている(図1の中央付近の符号を見易くするため、図の一部を白く塗りつぶしているが、塗りつぶし部分においても、各ティース7は相互に離れている)。また、隣り合うティース7間にスロット4が形成されている。
本実施形態のステータ2に挿入される不図示のロータの極数(磁極数)は8であり、極数8に対する3相のコイル8の1相あたりのスロット数は2である。従って、コア6には総数48のスロット4が配置されている。The
The number of poles (the number of magnetic poles) of a rotor (not shown) inserted in the
各コイルセグメントは、図2A乃至図2Cに示すように、表面が絶縁被膜で覆われた平角線を曲げ加工によりU字状に変形して形成されている。図2Aを代表として具体的に説明すると、各コイルセグメント12はそれぞれ直線状に延びる一対のスロット挿入部12a,12bと、これらを連結する連結部12cとからなり、一方のスロット挿入部12aと他方のスロット挿入部12bをそれぞれ異なる層に配置できるように連結部12cは段差形状を有している。そして、各スロット挿入部12a,12bの先端の所定長さの部分(先端部)では、絶縁被膜が除去され、他のコイルセグメントのスロット挿入部や接続端子等と電気的に接続することが可能である。
As shown in FIGS. 2A to 2C, each coil segment is formed by bending a rectangular wire whose surface is covered with an insulating film into a U shape by bending. Explaining in detail with reference to FIG. 2A, each
本実施形態のコイルセグメントには、接合部10で他のコイルセグメントと連結される先端部(第1先端部)を有する通常のコイルセグメント12(図2A)と、そのコイルセグメント12よりもコア6の端面からの突出長さが大きい異形のコイルセグメント14(図2B)と、中性線となる先端部を有するコイルセグメント16(図2C)とが含まれている。
The coil segment of the present embodiment includes a normal coil segment 12 (FIG. 2A) having a tip portion (first tip portion) connected to another coil segment at the
図2Bに示す異形のコイルセグメント14は、直線状に延びる一対のスロット挿入部14a,14bと、これらを連結する連結部14cとからなり、連結部14cは段差形状(クランク形状)を有している。
異形のコイルセグメント14の一方のスロット挿入部14bは他方のスロット挿入部14aよりも長く、その先端部(第2先端部)は入力用引き出し線となる。なお、スロット挿入部14aは、コイルセグメント12のスロット挿入部12a,12bと、コア6の端面からの突出長さがほぼ同じであり、その先端部はいずれかのコイルセグメント12のスロット挿入部12bの先端部と接合される。The
One
通常のコイルセグメント12の一対のスロット挿入部12a,12bの長さは等しく、中性線となる先端部を有するコイルセグメント16は、連結部16cにより連結されている一対のスロット挿入部16b,16cのうち、一方のスロット挿入部16bの長さが他方のスロット挿入部16aの長さよりも若干長い。コイルセグメント16のスロット挿入部間の長さの差nは、異形のコイルセグメント14におけるスロット挿入部間の長さの差mよりも小さい。
The pair of
なお、通常のコイルセグメント12のスロット挿入部12a,12bについても、厳密にいえば、コア6の径方向の位置に応じてスロット4間の周長が異なることに対応して、層毎にスロット挿入部のコア6の端面からの突出長さが若干異なる。しかしここでは、これらの長さの相違は「異形のセグメント」の概念には含めないものとする。コイルセグメント16についても「異形のセグメント」の概念には含めないものとする。
Strictly speaking, the
各スロット4には、前述のようにコア6の径方向に1列に並ぶように6本のスロット挿入部が挿入されている。そして、接合部10において対向する一対のスロット挿入部の先端部同士を電気的に接続することにより複数のコイルセグメントを直列に接続することにより、それぞれコア6を略6周する配置位置が周方向にずれた2本のコイルを相毎に形成することができる。図1の例では、さらに同相の2本のコイルを並列に接続して、各相のコイルとしている。コア6を略6周する各コイルはそれぞれ、最内周の層から最外周の層に向けて引き回され、また最内周の層に戻る構成を有し、両端ともに最内周の層に位置する。
As described above, the six slot insertion portions are inserted into each slot 4 so as to be aligned in a row in the radial direction of the
図1に示すように、コア6の最内周の層には、異形のコイルセグメント14の長い方のスロット挿入部14bを曲げて形成した入力用引き出し線14U1,14U2,14V1,14V2,14W1,14W2が配置されている。これらの引き出し線の先端部は、例えばインバータの交流出力部に接続される端子部材15U,15V,15Wに電気的に接続されている。図1で符号を付した入力用引き出し線14U1〜14W2は、それぞれ各コイルの一端部に位置し、例えば端子部材15Uは、U相の2本のコイルを並列接続する役割も果たす。V相及びW相についても同様である。
As shown in FIG. 1, in the innermost layer of the
また、入力用引き出し線14U1〜14W2と同層には、コイルセグメント16の長い方のスロット挿入部16bにより形成される中性線16U1,16U2,16V1,16V2,16W1,16W2も配置されており、これらは中性点としての不図示の長板状のコモン導体に電気的に接続されている。中性線16U1〜16W2は、各コイルの他端部に位置する。
Further, neutral wires 16U1, 16U2, 16V1, 16V2, 16W1, 16W2 formed by the longer
図3に示すように、入力用引き出し線14U1,14U2,14V1,14V2は、他のコイルセグメント12の先端部間に形成される接合部10間の、コア6の周方向における隙間(径方向に並ぶ接合部10の列の間)21に、横たわるように配置されている。図3に表れない(図1には表れる)入力用引き出し線14W1,14W2も同様である。
即ち、径方向の一端側である最内周の層に位置し、接合部10で接合される先端部(第1先端部)を有するスロット挿入部12a,12b等よりもコア6の端面からのスロット挿入部の突出長さが大きいスロット挿入部14bの先端部(第2先端部)が、接合部10間の隙間21内に横たわるように配置されて、径方向の他端側(最外周側)に導出されている。As shown in FIG. 3, the input lead wires 14U1, 14U2, 14V1 and 14V2 are provided in the circumferential direction of the
That is, from the end face of the
さらに具体的に説明すると、入力用引き出し線14U1,14U2,14V1,14V2は、異形のコイルセグメント14のスロット挿入部14bを同じ層の通常のコイルセグメント12のスロット挿入部と共に周方向の同じ向きに折り曲げて(ツイストして)形成された折り曲げ部14b−1と、接合部10の列間の隙間21を内周側から外周側に向って延びる導出部14b−2と、最外周の層よりもコア6の径方向の外側に突出した位置で導出部14b−2の先端からコア6の軸方向に立ち上がる立ち上がり部14b−3とを有し、立ち上がり部14b−3が端子部材15U,15Vに接続されている。
導出部14b−2は、隙間21に対応する位置で径方向に折り曲げられた部分である。図1に示す入力用引き出し線14W1,14W2も同様な構成を有する。More specifically, the input lead wires 14U1, 14U2, 14V1 and 14V2 have the
The lead-out
上記のような入力用引き出し線及び端子部材による端子接続方法(端子接続構成)を採ることにより、図4に示すように、入力用引き出し線14U1を、ショートカットで端子部材15Uに接続することができる。他の入力用引き出し線についても同様である。
これにより、入力用引き出し線を最内周の層の位置に立ち上げ、端子部材が接合部10の列の上方を跨いで入力用引き出し線と接続する構成に比べて、コイルセグメントの材料コストの低減を図ることができるとともに、入力用引き出し線の導出部14b−2のコア6の軸方向におけるコア6の端面からの高さを低くできることによってステータ2の小型化に大きく寄与する。By adopting the terminal connection method (terminal connection configuration) using the input lead wire and the terminal member as described above, the input lead wire 14U1 can be connected to the
Thereby, the material cost of the coil segment can be reduced as compared with the configuration in which the input lead wire is raised to the position of the innermost layer and the terminal member is connected to the input lead wire across the upper part of the row of the
図4の構成では立ち上がり部14b−3の立ち上がりの長さを比較的長くしているが、ここで説明した端子接続構成では、立ち上がり長さがより短くても、また、立ち上がり部14b−3自体を設けなくても、コイルと端子部材との接続が可能である。この構成によれば、コイルセグメントの材料コスト低減及びステータ2の小型化の効果を一層大きくすることができる。
In the configuration of FIG. 4, the rising length of the rising
また、図4の構成では、入力用引き出し線の導出部14b−2のコア6の軸方向における高さを低くできるので、入力用引き出し線と端子部材との間の接続部の剛性を高めることができ、このことにより、入力用引き出し線の固有振動数を高めることができる。すなわち、接続部の剛性が低いと入力用引き出し線の固有振動数が低下するが、この低下を抑制することができる。このように固有振動数を高めることにより、例えば車両エンジンの回転に伴う振動と共振して結線部に断線応力をもたらすリスクを低減できる。
Further, in the configuration of FIG. 4, since the height of the lead-out
次に、図5〜図8を参照して、上記の端子接続方法を効率的に実施するためのツイスト治具について説明する。
図5〜図8に示すツイスト治具22は、図1に示したコア6の複数のスロット4に挿入されてコア6の端面から突出した、最内周の層にあるコイルセグメント12,14,16のスロット挿入部の挿入方向の先端部を、コア6の周方向に折り曲げるための工具である。Next, with reference to FIG. 5 to FIG. 8, a twist jig for efficiently carrying out the above terminal connecting method will be described.
The twist jigs 22 shown in FIGS. 5 to 8 are inserted into the slots 4 of the
コア6を固定して、各スロット挿入部の先端部を後述する第1収容凹部26及び第2収容凹部28にそれぞれ収容した状態で、ツイスト治具22の本体部24を回転させることにより、コア6の端面から突出したスロット挿入部のうち、第1収容凹部26又は第2収容凹部28に収容されていない範囲(コア6の端面に近い部分)を、その回転方向にツイストすることができる。
The
図5及び図6に示すように、ツイスト治具22は、不図示の駆動機構に接続するための接続部を有する円筒状の本体部24を有する。当該駆動機構は、本体部24を、その中心軸を中心に回転駆動するものである。本体部24には、第1収容凹部26と第2収容凹部28とが周方向に間隔をおいて複数形成されている。また、ツイストのために本体部24を回転させる前の状態(各可動部材32U,32V,32Wが後述の初期位置にある状態)では、第1収容凹部26と第2収容凹部28を含む各収容凹部は、等間隔で配置される。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
第1収容凹部26は、基本的に、コイルセグメント12,14,16のうち、接合部10を構成し、相互に電気的に接合されるべき一対のスロット挿入部の先端部を収容する。一部の第1収容凹部26は、中性線となるコイルセグメント16のスロット挿入部の先端部を収容する。第2収容凹部28は、異形のコイルセグメント14の、入力用引き出し線14U1,14U2,14V1,14V2,14W1,14W2となるスロット挿入部14bの先端部を収容する。
The first
なお、第1収容凹部26が収容する各先端部は、各コイルセグメント12,14,16のスロット挿入部(コイルセグメント14にあってはスロット挿入部14a)の先端から、概ね図1においてコア6の軸に沿って立ち上がっている部分までの範囲である。第2収容凹部28が収容する各先端部は、各コイルセグメント14のスロット挿入部14bの先端から、概ね図3における導出部14b−2及び立ち上がり部14b−3を構成する部分までの範囲である。
It should be noted that the respective tip portions accommodated in the first accommodating recessed
本体部24の上面には、上記駆動機構の駆動軸が挿入される挿入孔24aが形成されている。
本体部24の側面には、周方向に間隔をおいて、3つの凹部30U,30V,30Wが形成されている。これらの凹部30U,30V,30Wには、ブロック状の可動部材32U,32V,32Wが、本体部24に対して周方向にスライド自在に設けられている。各可動部材32U,32V,32Wの外面には、第2収容凹部28が周方向に間隔をおいて2つずつ形成されている。
この構成は、入力用引き出し線14U1,14U2,14V1,14V2,14W1,14W2となるスロット挿入部14bが、U相、V相、W相のそれぞれについて近接する位置の2本の組で設けられていることに対応して、各相の2本の組を、それぞれ1つの可動部材32U,32V,32Wに設けた第2収容凹部28に収容するためのものである。An
Three
In this configuration, the
各凹部30U,30V,30Wにはそれぞれ、本体部24の軸方向に間隔をおいて周方向に延びるガイド凸部31が2本形成されており、これに対応して各可動部材32U,32V,32Wの内周側には各ガイド凸部31に嵌合する嵌合凹部32a(図6参照)が形成されている。
各ガイド凸部31は、ネジ孔31a(図6参照)に挿通される不図示の固定ネジで本体部24に固定されている。Two
Each guide
また、各可動部材32U,32V,32Wの外側への脱落を防止するために、本体部24には周方向に延びる帯板34が、本体部24の外側面と面一となるように固定ネジ36(図7、図8参照)で固定されている。本体部24の外側面には環状溝24bが形成されており、環状溝24bには固定ネジ36が螺合するネジ孔24c(図6)が形成されている。帯板34は環状溝24bに嵌め込まれ、周方向の4箇所で固定ネジ36により固定されている。符号34aは固定ネジ36の挿通孔を示している。
各可動部材32U,32V,32Wの外面側には、帯板34に嵌合する嵌合凹部32b(図6参照)が形成されている。これにより、各可動部材32U、32V、32Wは内側と外側を支持された状態で安定に、本体部24の周方向にスライド可能となっている。In addition, in order to prevent the
On the outer surface side of each of the
図6に示すように、各可動部材32U,32V,32Wと本体部24との間には、各可動部材32U,32V,32Wを本体部24のツイスト時の回転方向(矢印R方向)に付勢する付勢部材であるコイルバネ38が設けられている。本実施形態ではコイルバネ38を上下2箇所に設置しているが、設置箇所の数はこれに限定されない。また、コイルバネに限らず、他の弾性部材を用いて付勢部材を構成してもよい。この付勢部材は、ツイスト加工後にツイスト治具22からコイルセグメントの先端部を抜いた後に、各可動部材32U,32V,32Wを初期位置(各凹部30U,30V,30Wの回転方向前方の端面30aに当接する位置)に戻すためのものであり、その機能を備えていればよい。
As shown in FIG. 6, between the
図7及び図8に示すように、コイルバネ38の一端側は各可動部材32U,32V,32Wに形成されたバネ座であるバネ収容孔32cに収容されており、他端側は各凹部30U,30V,30Wの回転方向後方の端面30bに当接するだけの構成となっている。
図7及び図8では、各凹部30U,30V,30Wのガイド凸部31は図示を省略している。As shown in FIGS. 7 and 8, one end of the
7 and 8, the
コイルバネ38のバネ定数は、第1収容凹部26と第2収容凹部28にそれぞれコイルセグメント12,14,16の端部が挿入された状態でツイスト治具22が回転したときに、本体部24と共に各可動部材32U,32V,32Wが移動しない大きさに設定されている。
このことにより、本体部24が回転動作を開始しても、その初期には、第2収容凹部28に収容された、入力用引き出し線14U1,14U2,14V1,14V2,14W1,14W2となるスロット挿入部14bのツイストが始まらず、本体部24が一定角度回転して可動範囲の末端に至り、各可動部材32U,32V,32Wが各凹部30U,30V,30Wの回転方向後方の端面30bに当接してからツイストが始まるようにすることができる。The spring constant of the
As a result, even if the
すなわち、第2収容凹部28は、第2収容凹部28にスロット挿入部14bの先端部が挿入された状態で本体部24が回転した際に、第1収容凹部26より遅れて周方向に移動することになる。
図7に示す、第1収容凹部26に対する第2収容凹部28の遅れに対応する寸法t(第2収容凹部28の可動範囲の長さ)は、第1収容凹部26におけるコイルセグメント12の先端部の周方向における収容ピッチPの1/2である。この収容ピッチPは、第1収容凹部26の形成ピッチであり、ステータ2における接合部10の間隔でもある。That is, the second
The dimension t (the length of the movable range of the second accommodating recess 28) corresponding to the delay of the second
これにより、ツイスト治具22の本体部24が回転を始めた時、各第1収容凹部26に先端部が収容されたスロット挿入部のツイストは回転と同時に開始される。しかし、第2収容凹部28に先端部が収容された、入力用引き出し線14U1,14U2,14V1,14V2,14W1,14W2となるスロット挿入部14bはこの時点ではツイストが開始されない。本体部24が回転しても、それに連れて各可動部材32U、32V、32Wがスライドするのみで、第2収容凹部28の絶対位置は変わらないためである。
As a result, when the
図8に示すように、コイルバネ38が圧縮されて各可動部材32U,32V,32Wが各凹部30U,30V,30Wの回転方向後方の端面30bに当接したときから、入力用引き出し線14U1,14U2,14V1,14V2,14W1,14W2となるスロット挿入部14bのツイストが始まる。
これにより、図9に示すように、本体部24が所定角度回転して各コイルセグメント12,14,16のスロット挿入部のツイストがなされた際、入力用引き出し線14U1,14U2,14V1,14V2,14W1,14W2となるスロット挿入部14bは、コア6の径方向に並ぶ接合部10の列の間の隙間21に対応した周方向の位置で、第2収容凹部28に収容されていた部分が、コア6の端面に対して垂直に立った状態となる。As shown in FIG. 8, since the
As a result, as shown in FIG. 9, when the
隙間21の周方向の幅はスロット挿入部14bの周方向の幅よりも大きいので、前述した寸法tが収容ピッチPの1/2である条件は厳密なものでなくてもよい。即ち、ツイスト治具22が所定角度回転した際に、入力用引き出し線14U1,14U2,14V1,14V2,14W1,14W2となるスロット挿入部14bが隙間21内の、後述する2次曲げ加工に支障がない位置で立ち上がるように寸法tを設定すればよい。ただし、第2収容凹部28の可動範囲の末端においても第2収容凹部28と第1収容凹部26とが干渉しないよう、tはPに比べて十分小さいことが好ましい。
Since the width of the
ツイスト加工後、垂直に立った状態の、入力用引き出し線14U1,14U2,14V1,14V2,14W1,14W2となるスロット挿入部14bに対して、図1に示した端子部材15U,15V,15Wに接続するための2次曲げ加工が行われる。
入力用引き出し線14U1を例に説明すると、2次曲げ加工は以下の手順で行う。
まず、図10Aに示すように、コア6の径方向外側から入力用引き出し線14U1の根元の曲がりをガイドする曲げガイド部材40を挿入し、その状態で、入力用引き出し線14U1の先端部を、加工装置の曲げ部材42に収容する。After twisting, connect the
Taking the input lead wire 14U1 as an example, the secondary bending process is performed in the following procedure.
First, as shown in FIG. 10A, the bending
当該加工装置が、曲げ部材42を図10Bに矢印Qで示すように斜めに移動させることにより、入力用引き出し線14U1となるスロット挿入部14bは隙間21内に横たわる状態に曲げられ、導出部14b−2が形成される。その後さらに、その先端部を曲げ部材42によって、コア6の軸方向に折り曲げて立ち上がり部14b−3を形成する。
他の入力用引き出し線14U2,14V1,14V2,14W1,14W2についても同様である。The processing device obliquely moves the bending
The same applies to the other input lead lines 14U2, 14V1, 14V2, 14W1 and 14W2.
上記では、ツイスト治具22により最内径側の層のコイルセグメントをツイストすることについて説明したが、他の各層についても、各層と対応するツイスト治具を用いてコイルセグメントのうちコア6の端面から突出した部分をツイストする。他の層には、入力用引き出し線となるコイルセグメントは無いため、他の層と対応するツイスト治具には、第1収容凹部26のみを等間隔で設ければよく、第2収容凹部28及び、それを設けるための凹部30及び可動部材32は不要である。また、各層のツイストの方向は、隣の層と反対の向きである。また、ツイストは、ツイスト治具を2つずつ用いて2層ずつ行うとよい。
In the above description, the twisting of the coil segment of the innermost layer by the
上記実施形態では、第1収容凹部26と第2収容凹部28をコア6の軸方向に延びる縦溝状に形成しているが、本体部24や各可動部材32U,32V,32Wの内周面又は内側に形成してもよく、あるいは本体部24の側面の内部や各可動部材32U,32V,32Wの内部に、側面に露出しない孔として形成してもよい。
また、本体部24は、円筒状でなく円柱状であってもよい。In the above-described embodiment, the first
Further, the
また、上記実施形態では、通常のコイルセグメントの周方向における接合部10間の隙間21に、入力用引き出し線を横たわらせて内周側から外周側に導出する例を示したが、本発明はこれに限定されず、外周側から内周側へ導出する構成としてもよい。また、隙間21に横たわらせる対象は、入力用引き出し線に限定されない。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the lead wire for input is laid out in the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形・変更が可能である。上述した本発明の構成は、一部のみ取り出して実施することもできるし、以上の説明の中で述べた変形は、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて適用可能である。本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this particular embodiment, and various modifications and changes are possible. The above-described configuration of the present invention can be implemented by taking out only a part thereof, and the modifications described in the above description can be applied in an arbitrary combination as long as they do not contradict each other. The effects described in the embodiments of the present invention merely exemplify the most preferable effects that result from the present invention, and the effects according to the present invention are not limited to those described in the embodiments of the present invention. .
2 回転電機のステータ
4 スロット
6 コア
10 接合部
12,16 コイルセグメント
14 異形のコイルセグメント
12a,12b,14a,14b,16a,16b スロット挿入部
21 隙間
22 ツイスト冶具
24 本体部
26 第1収容凹部
28 第2収容凹部
32U,32V,32W 可動部材
38 コイルバネ2 Stator of a rotary electric machine 4
Claims (14)
前記複数の層のうち一端の層に位置し、前記各先端部のうち先端部同士で接合される第1先端部よりも前記コア端面からの突出長さが大きい第2先端部を、前記周方向における前記先端部同士の接合部間の隙間に横たわらせて前記複数の層のうち他端の層側に導出し、その導出した第2先端部を、前記他端の層から突出した位置で端子部材に電気的に接続することを特徴とする、コイルの端子接続方法。A plurality of coil segments each having a pair of linearly extending slot insertion portions are inserted into a plurality of slots arranged in the circumferential direction of the core so as to straddle between the slots, and the slot insertion inserted into each of the slots. Part forms a plurality of layers in the radial direction of the core, the tip part of each slot insertion part protruding from the end face of the core is bent in the circumferential direction, and the tip parts of adjacent layers are electrically connected to each other. In a stator of a rotating electric machine in which a coil is formed by being joined, a method of connecting terminals of the coil,
The second tip portion located at one layer of the plurality of layers and having a protrusion length from the core end surface larger than that of the first tip portion of the tip portions joined at the tip portions is provided with the second tip portion. In the gap between the joining portions of the tip portions in the direction, and is led out to the layer side of the other end of the plurality of layers, and the derived second tip portion is projected from the layer of the other end. A method for connecting terminals of a coil, comprising electrically connecting to a terminal member at a position.
前記第2先端部が、前記コアの内周側から外周側に向かって延びるように曲げられていることを特徴とするコイルの端子接続方法。The method of connecting terminals of a coil according to claim 1, wherein
The method for connecting terminals of a coil, wherein the second tip portion is bent so as to extend from an inner peripheral side of the core toward an outer peripheral side thereof.
前記第2先端部を、前記周方向に折り曲げた後に前記隙間に対応する位置で前記径方向に折り曲げることを特徴とするコイルの端子接続方法。The method of connecting terminals of a coil according to claim 2, wherein
A method for connecting terminals of a coil, comprising bending the second tip portion in the circumferential direction and then bending the second tip portion in the radial direction at a position corresponding to the gap.
前記第2先端部を、該第2先端部と同じ層にある前記第1先端部と共に1つのツイスト冶具で、前記同じ層にある第1先端部より遅れて曲げて前記隙間に対応する部位で立ち上がるようにツイストさせ、その後、前記第2先端部を前記径方向に折り曲げることを特徴とするコイルの端子接続方法。The method of connecting terminals of a coil according to claim 3,
The second tip portion, together with the first tip portion in the same layer as the second tip portion, is bent by one twist jig at a position corresponding to the gap by bending later than the first tip portion in the same layer. A method for connecting terminals of a coil, characterized by twisting to stand up and then bending the second tip in the radial direction.
円筒状又は円柱状の本体部と、
前記本体部に周方向に間隔をおいて複数形成され、前記各先端部のうち隣り合う層の、相互に電気的に接合されるべき第1先端部をそれぞれ収容する第1収容凹部と、
前記第1収容凹部に収容される前記第1先端部と同じ層に配置される先端部であって、該第1先端部よりも前記コアの端面からの突出長さが大きい第2先端部を収容する第2収容凹部と、を有し、
前記第2収容凹部は、前記本体部に対して前記周方向に移動可能な可動部材に設けられていることを特徴とするツイスト治具。Each of the cores is provided with a pair of linearly extending slot insertion portions, is inserted into a plurality of slots arranged in the circumferential direction of the core so as to straddle the slots, and the slot insertion portions inserted in the respective slots are A plurality of coil segments forming a plurality of layers in the radial direction, a twist jig for bending the tip portion protruding from the end surface of the core in the circumferential direction,
A cylindrical or cylindrical main body,
A plurality of first accommodating recesses that are formed in the main body portion at intervals in the circumferential direction and accommodate first extremities of adjacent layers of the extremities that are to be electrically connected to each other;
A second tip portion that is arranged in the same layer as the first tip portion that is accommodated in the first accommodating recess and that has a protrusion length from the end surface of the core that is larger than that of the first tip portion. A second accommodating recess for accommodating,
The twist jig, wherein the second accommodating recess is provided in a movable member that is movable in the circumferential direction with respect to the main body.
前記折り曲げを開始する前の状態では、前記第1収容凹部及び前記第2収容凹部からなる複数の収容凹部が、前記周方向に等間隔で配置されていることを特徴とするツイスト治具。The twist jig according to claim 5,
In a state before starting the bending, the twist jig is characterized in that a plurality of housing recesses including the first housing recess and the second housing recess are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
前記本体部が、前記円筒又は円柱の軸を中心に回転可能であり、
前記本体部と前記可動部材との間に、前記可動部材を前記本体部の回転方向に付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とするツイスト治具。The twist jig according to claim 6,
The main body is rotatable about the axis of the cylinder or the cylinder,
A twisting jig, characterized in that an urging member for urging the movable member in the rotation direction of the main body is provided between the main body and the movable member.
前記可動部材の、前記本体部に対する可動範囲は、前記第1収容凹部の配置間隔よりも小さいことを特徴とするツイスト治具。The twist jig according to any one of claims 5 to 7,
A twist jig, wherein a movable range of the movable member with respect to the main body is smaller than an arrangement interval of the first accommodation recesses.
前記可動部材の、前記本体部に対する可動範囲は、前記第1収容凹部の配置間隔の1/2であることを特徴とするツイスト治具。The twist jig according to claim 8, wherein:
A twist jig, wherein a movable range of the movable member with respect to the main body portion is ½ of an arrangement interval of the first accommodation recesses.
前記本体部が、前記円筒又は円柱の軸を中心に回転可能であり、
前記第2収容凹部に前記第2先端部が挿入された状態で前記本体部が回転された場合、前記第2収容凹部は該回転に応じて前記第1収容凹部より遅れて移動することを特徴とするツイスト治具。The twist jig according to any one of claims 5 to 9,
The main body is rotatable about the axis of the cylinder or the cylinder,
When the main body portion is rotated in a state where the second tip portion is inserted into the second accommodation recess, the second accommodation recess moves later than the first accommodation recess in response to the rotation. And twist jig.
前記複数の層のうち一端の層に位置し、前記各先端部のうち先端部同士で接合される第1先端部よりも前記コアの端面からの突出長さが大きい第2先端部が、前記周方向における前記先端部同士の接合部間の隙間に横たわるように配置されて、前記複数の層のうち他端の層側に導出されていることを特徴とする回転電機のステータ。A plurality of coil segments each having a pair of linearly extending slot insertion portions are inserted into a plurality of slots arranged in the circumferential direction of the core so as to straddle between the slots, and the slot insertion inserted into each of the slots. Part forms a plurality of layers in the radial direction of the core, the tip part of each slot insertion part projecting from the end face of the core is bent in the circumferential direction, and the tip parts between adjacent layers are electrically connected to each other. A stator of a rotating electric machine that is joined,
A second tip portion located on one layer of the plurality of layers and having a protrusion length from the end surface of the core larger than that of the first tip portion of the tip portions joined to each other by the tip portions; A stator of a rotating electric machine, wherein the stator is arranged so as to lie in a gap between the joints of the tip portions in the circumferential direction and is led out to the layer side of the other end of the plurality of layers.
前記第2先端部が、前記他端の層から前記径方向に突出した位置で端子部材に電気的に接続されていることを特徴とする回転電機のステータ。The stator of the rotary electric machine according to claim 11,
The stator of a rotating electric machine, wherein the second tip portion is electrically connected to the terminal member at a position protruding from the layer at the other end in the radial direction.
前記第2先端部が、前記コアの内周側から外周側に向かって延びていることを特徴とする回転電機のステータ。The stator of the rotary electric machine according to claim 11 or 12,
The stator of a rotating electric machine, wherein the second tip portion extends from an inner peripheral side of the core toward an outer peripheral side thereof.
前記第2先端部が、前記周方向に折り曲げられた部分と、前記隙間に対応する位置で前記径方向に折り曲げられた部分とを有していることを特徴とする回転電機のステータ。The stator of the rotary electric machine according to any one of claims 11 to 13,
The stator of a rotary electric machine, wherein the second tip portion has a portion bent in the circumferential direction and a portion bent in the radial direction at a position corresponding to the gap.
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