JP7466419B2 - Rotating electric machine and method for manufacturing the same - Google Patents

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Description

本発明は、ラジアルギャップ型回転電機およびラジアルギャップ型の回転電機および回転電機の製造方法に関する。 The present invention relates to a radial gap type rotating electric machine, a radial gap type rotating electric machine, and a method for manufacturing a rotating electric machine.

産業機械の動力源や、自動車駆動用として用いられる回転電機は、高効率化が求められる。モータを高効率化するためには、モータの損失を低減することが必要で、モータの損失の2大要因であるコイル銅損と鉄心鉄損の低減設計を検討していく設計手法が一般的である。 High efficiency is required for rotating electric machines used as power sources for industrial machinery and for driving automobiles. To increase the efficiency of a motor, it is necessary to reduce motor losses, and a common design method is to consider designs that reduce the two major causes of motor losses: coil copper loss and iron core iron loss.

モータ要求仕様の出力特性(回転数とトルク)が決まると、機械損は一意に決まるため、鉄損と銅損を低減する設計が重要となる。鉄損は、使用する軟磁性材料によって低減が可能である。 Once the output characteristics (rotation speed and torque) of the motor's required specifications are determined, mechanical loss is uniquely determined, so it is important to design a motor that reduces iron loss and copper loss. Iron loss can be reduced by using soft magnetic materials.

一般的なモータでは鉄心部分には電磁鋼板が採用されており、その厚みやSiの含有量などによって損失レベルが異なるものが利用されている。軟磁性材料には、電磁鋼板よりも透磁率が高く、鉄損が低い鉄基アモルファス金属や、ファインメット、高磁束密度が期待できるナノ結晶材料などの高機能材料が存在する。これらの材料系では、その板厚が0.025mmと非常に薄く、また、鉄心に応力を与えられると損失特性が大幅に低下するなどの課題が多いために、それらの高機能材料をモータに適用する事が出来ないでいる。 In typical motors, magnetic steel sheets are used for the iron core, with different loss levels depending on the thickness and silicon content. Soft magnetic materials include high-performance materials such as iron-based amorphous metals, which have higher magnetic permeability and lower core loss than magnetic steel sheets, finemet, and nanocrystalline materials that promise high magnetic flux density. These material systems have many issues, such as the sheet thickness being very thin at 0.025 mm, and loss characteristics decreasing significantly when stress is applied to the iron core, making it impossible to apply these high-performance materials to motors.

一方銅損は、主にコイルの抵抗値と電流の関係で決まり、冷却によってコイル抵抗値の低減や、磁石の残留磁束密度の低下の低下を抑えることによって電流値を低減するといった対策を行う。さらに、近年の自動車駆動用モータ等では固定子スロットの断面積に対する導体の比率(占積率)を高めて抵抗値を小さくするような設計が行われている。 Meanwhile, copper loss is mainly determined by the relationship between the coil resistance and current, and measures can be taken to reduce the coil resistance by cooling, or to reduce the current by suppressing the decrease in the residual magnetic flux density of the magnet. Furthermore, in recent years, designs have been made for automobile drive motors and the like to reduce resistance by increasing the ratio of the conductor to the cross-sectional area of the stator slot (space factor).

しかし、スロット内の占積率が高くできる平角線を利用するセグメント型コイルは、スロットに挿入した後に反対側に突き出した直線部のコイルを捻って接続すべき導体同士を溶接によって接続する工法である。 However, segment coils use rectangular wires, which can increase the space factor in the slot, and are constructed by twisting the straight part of the coil protruding on the other side after insertion into the slot, and then welding the conductors together to connect them.

このため、コイルエンド部分(軸方向にコアからはみ出したコイル部分)の引き回しが複雑な構造となり、それらの導体同士を溶接する部分のボリュームが大きくなってしまい、抵抗値が若干大きくなるなどの問題がある。 This results in a complex structure for the coil end portion (the portion of the coil that extends axially from the core), and the volume of the portion where these conductors are welded together becomes large, resulting in problems such as a slightly higher resistance value.

また、前述したとおり、コイルを捻る際に鉄心に応力を与えるため、鉄心の磁気特性を劣化させることや、絶縁のための絶縁紙を損傷させてコイルと鉄心の絶縁性能を低下させるといった不良が多い課題もある。 As mentioned above, twisting the coil places stress on the iron core, which can cause problems such as deterioration of the magnetic properties of the iron core and damage to the insulating paper, reducing the insulating performance between the coil and the iron core, resulting in many defects.

特許文献1に記載の技術は、モータの固定子コイルに2本足のヘアピン形状導体セグメントを挿入して、挿入した側と反対側のコイルエンド部でそれぞれを曲げ成形して、周方向に配置された別のヘアピン形状コイルの曲げ成形された導体と溶接して円環状のコイルを形成する方法である。 The technology described in Patent Document 1 involves inserting a two-legged hairpin-shaped conductor segment into the stator coil of a motor, bending each of the segments at the coil end on the opposite side to the inserted side, and welding the segments to the bent conductor of another hairpin-shaped coil arranged in the circumferential direction to form a circular coil.

特許文献1に記載の方法では、スロット占積率を大きく出来る効果がある反面、製造時に、太く硬い平角導体を曲げ成形する必要があるため、固定子コアへの応力や、スロット絶縁物へのダメージ、接続部にも曲げた際の残留応力が残っているため、溶接接合信頼性の確保が困難といった課題があり、製造方法としては改善の余地がある。 The method described in Patent Document 1 has the effect of increasing the slot space factor, but on the other hand, it is necessary to bend and shape the thick, hard rectangular conductor during manufacturing, which causes problems such as stress on the stator core, damage to the slot insulator, and difficulty in ensuring the reliability of the welded joints due to residual stress remaining in the connection parts from bending, so there is room for improvement in this manufacturing method.

また、溶接を施すために溶接部の周囲の空間を取らなければならないため、溶接側ではコイルエンド部が大きくなってしまうといった問題もある。 Another problem is that because space must be left around the welded area to perform the welding, the coil end becomes larger on the welding side.

それらの改善を試みた技術に、特許文献2に記載された技術がある。特許文献2には、セグメント導体挿入方式の固定子コイルを軸方向に分割し、分割した端面をV字形状として組合せ可能な形状とし、そのV形状の組合せ部に導電ペースト接着剤を用いて接合し、導体コイルを形成する方法が示されている。 One of the techniques that attempts to improve on these issues is described in Patent Document 2. Patent Document 2 shows a method of dividing a stator coil using a segment conductor insertion method in the axial direction, making the divided end faces into a V-shape that can be combined, and joining the combined parts of the V-shape using a conductive paste adhesive to form a conductor coil.

特許文献2に記載された方法では、コイルエンド部での溶接が無くなるため、コイルエンド部の形状を最適に設計することによってコイルの抵抗値を低く抑えられる効果が期待できる。 The method described in Patent Document 2 eliminates the need for welding at the coil end, and is therefore expected to reduce the coil resistance by optimally designing the shape of the coil end.

しかし、導体同士を接着剤の塗布によって一つずつ組み立てていく必要があるため、工数の増加と信頼性の確保に課題がある。導電ペースト接着剤を用いない場合には、V形状の嵌合部は、一般的に面で接触することは困難であり、V面のどこかの線接触となることが知られている。しかも、製造バラつきを考えるとすべての線が同一の軸方向面で保持されるとは考えにくく、1本1本をしっかりと接続(接触)させられる位置に管理することは困難であると想定される。 However, because the conductors must be assembled one by one by applying adhesive, there are issues with increased labor costs and ensuring reliability. If conductive paste adhesive is not used, it is generally difficult for the V-shaped mating parts to make surface contact, and it is known that there will be line contact somewhere on the V surface. Furthermore, considering manufacturing variations, it is unlikely that all of the wires will be held on the same axial surface, and it is assumed that it will be difficult to manage each wire in a position where it can be firmly connected (contacted).

特許文献3には、軸方向に分割したコイルを突起と穴、または、凸形状と凹形状で接続する構成が示されている。こちらも、接続信頼性の確保のために、接続部が見える状態で接続することを特徴としている。接続処理を行った後に、分割した固定子コアの一部を周方向からはめ込んで組立てていくといった内容となっている。こちらも、接触接続部の挿入の信頼性確認、工数の増加、コア組立工数の増大などの課題がある。 Patent document 3 shows a configuration in which coils divided in the axial direction are connected using protrusions and holes, or convex and concave shapes. This is also characterized by the fact that the connection is made visible in order to ensure connection reliability. After the connection process is performed, parts of the divided stator core are fitted in from the circumferential direction and assembled. This also has issues such as the need to confirm the reliability of the insertion of the contact connection parts, increased labor hours, and increased labor hours for core assembly.

特許文献4には、特許文献3と同様に凹凸のコイル端面同士を接続する工法が示されている。スロットに挿入した後にコイルの一部に応力を加えて挿入したコイルを拡幅させてカシメ効果により信頼性の高い接続(導電性の確保)を満足する内容である。コアに挿入した後に拡幅する手段の記載が明確では無いが、接続箇所すべてでやるとなると拡幅工程の工数増加などが懸念される。 Patent Document 4, like Patent Document 3, shows a method for connecting uneven coil end surfaces. After insertion into the slot, stress is applied to part of the coil to widen the inserted coil, resulting in a crimping effect that ensures a highly reliable connection (ensuring electrical conductivity). The method for widening the coil after insertion into the core is not clearly described, and there are concerns that doing this at all connection points could result in an increase in the number of steps required for the widening process.

これに対して、特許文献5に示す方法では,コイルの先端形状を圧入公差として、機械的にしっかりと接合する方法が示されている。樹脂のボビンを用いて、コイルの挿入領域をしっかりと確保した状態で凹凸の先端部を応力印加によって接合させるため、信頼性の高い接続ができる。 In contrast, the method shown in Patent Document 5 shows a method of firmly joining the coil mechanically by using the shape of the coil tip as a press-fit tolerance. A resin bobbin is used to firmly secure the coil insertion area while applying stress to the uneven tip, resulting in a highly reliable connection.

特開2011-239651号公報JP 2011-239651 A 特開2015-23771号公報JP 2015-23771 A 特開2013-208038号公報JP 2013-208038 A 特開2016-187245号公報JP 2016-187245 A 国際公開番号WO2020/017133A1号公報International Publication No. WO2020/017133A1

特許文献5に示されるヘアピン形状コイルの軸方向分割形状とその再組立て方法は、占積率を高くすることができる効果がある。 The axially divided shape of the hairpin-shaped coil and the method of reassembling it shown in Patent Document 5 have the effect of increasing the space factor.

しかし、分割部の挿入、嵌合は、固定子鉄心のスロットの内部で行われるため、嵌合部の確実な挿入状態を確認することが困難である。ヘアピンコイルの製造公差や、挿入時の応力付与状態の違いによるコイルの局所変形などによって、すべての嵌合箇所での挿入寸法を均質にすることが難しい。極端な場合には嵌合されずに断線する導体も発生する場合も考えられ、その断線箇所を特定することや、それを修正することも困難である。 However, because the split parts are inserted and fitted inside the slots of the stator core, it is difficult to confirm that the fitted parts are properly inserted. It is difficult to make the insertion dimensions uniform at all fitting points due to manufacturing tolerances of the hairpin coil and local deformation of the coil due to differences in the stress conditions during insertion. In extreme cases, it is possible that conductors will not fit and will break, making it difficult to identify the location of the break and to repair it.

また、一般的な平角線コイルの製造方法は、コイルを軸方向に挿入した後に挿入側と反対側のコイル部分を折り曲げて端部を溶接する方法で製造される。この折り曲げ時に、絶縁紙、固定子コアに過大な応力がかかることで、絶縁不良などの問題を起こすことが多くなっている。 In addition, the typical manufacturing method for flat wire coils is to insert the coil in the axial direction, then bend the coil section opposite the insertion side and weld the ends. During this bending process, excessive stress is placed on the insulating paper and stator core, which often causes problems such as poor insulation.

さらに、固定子コアの材料にアモルファス等の低損失材料を用いる場合においては、その材料が応力によって損失特性の大幅な低下が引き起こされる場合があり、設計したモータの特性が満足に得られないという課題もある。 Furthermore, when using low-loss materials such as amorphous for the stator core, the loss characteristics of the material may be significantly reduced due to stress, which may result in the design motor characteristics not being satisfactory.

本発明の目的は、磁気特性の優れた軟磁性材料を鉄心に用いた場合においても、固定子鉄心や絶縁物に過大な応力を与えることなく、分割組立型セグメントコイルを組立てられる回転電機および回転電機の製造方法を実現することである。 The object of the present invention is to realize a rotating electric machine and a manufacturing method for the rotating electric machine that can assemble split assembly type segment coils without applying excessive stress to the stator core or insulators, even when a soft magnetic material with excellent magnetic properties is used for the core.

上記課題を解決するための本発明は、次のように構成される。 To solve the above problems, the present invention is configured as follows:

複数のセグメントコイルと、前記複数のセグメントコイルを収納するスロットを有する固定子コアと、回転子と、を備える回転電機において、
前記セグメントコイルは、導体部と、前記導体部を被覆する被膜部とを有し、
前記導体部は、前記スロットに収納されるストレート部と、前記固定子コアのエンド面から突出するコイルエンド部とを有し、前記コイルエンド部は、前記固定子コアの軸方向に対して略垂直方向に拡がり、前記被膜部から露出する平坦面を有し、前記複数のセグメントコイルは、前記ストレート部の端部が凸形状部又は凹形状部となっており、前記凸形状部と前記凹形状部とが、前記スロット内で互いに嵌合して接続される
A rotating electric machine including a plurality of segment coils, a stator core having slots for accommodating the plurality of segment coils, and a rotor,
The segment coil has a conductor portion and a coating portion that coats the conductor portion,
The conductor portion has a straight portion that is stored in the slot and a coil end portion that protrudes from the end surface of the stator core, the coil end portion extends in a direction approximately perpendicular to the axial direction of the stator core and has a flat surface exposed from the coating portion, and the ends of the straight portions of the multiple segment coils are convex or concave portions, and the convex and concave portions are fitted into and connected to each other within the slot .

また、複数の種類のセグメントコイルと、前記複数の種類のセグメントコイルを収納するスロットを有する固定子コアと、回転子と、を有する回転電機の製造方法において、前記複数の種類のセグメントコイルのコイルエンド部に、前記固定子コアの軸方向に対して略垂直方向に拡がる平坦面を形成する第1工程と、
前記複数の種類のセグメントコイルのストレート部を前記固定子コアの前記スロットに挿入する第2工程と、前記複数の種類のセグメントコイルは、前記ストレート部の端部が凸形状部又は凹形状部となっており、前記複数の種類のセグメントコイルごとに異なる突起を有する挿入治具により、前記複数の種類のセグメントコイルの前記平坦面を押圧して、前記凸形状部と前記凹形状部とを、前記スロット内で互いに嵌合させる第3工程と、を備え、前記第1工程にて、前記平坦面の略中央部に窪みを形成し、前記第3工程にて、前記突起を前記窪みに挿入して前記挿入治具により、前記複数の種類のセグメントコイルの前記平坦面を押圧する
In addition, in a manufacturing method for a rotating electric machine having a plurality of types of segment coils, a stator core having slots for accommodating the plurality of types of segment coils, and a rotor, a first step of forming flat surfaces extending in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the stator core at coil end portions of the plurality of types of segment coils,
The method includes a second step of inserting the straight portions of the multiple types of segment coils into the slots of the stator core, and a third step of pressing the flat surfaces of the multiple types of segment coils with an insertion jig having a different protrusion for each of the multiple types of segment coils, thereby fitting the convex and concave portions into each other within the slot , wherein in the first step, a recess is formed in approximately the center of the flat surface, and in the third step, the protrusion is inserted into the recess and the flat surfaces of the multiple types of segment coils are pressed with the insertion jig .

本発明によれば、磁気特性の優れた軟磁性材料を鉄心に用いた場合においても、固定子鉄心や絶縁物に過大な応力を与えることなく、分割組立型セグメントコイルを組立てられる回転電機および回転電機の製造方法を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a rotating electric machine and a manufacturing method for a rotating electric machine that can assemble split assembly type segment coils without applying excessive stress to the stator core or insulators, even when a soft magnetic material with excellent magnetic properties is used for the iron core.

本発明の一実施例によるヘアピン形状のセグメントコイルを説明する斜視図である。1 is an oblique view illustrating a hairpin-shaped segment coil according to one embodiment of the present invention. FIG. 図1Aの部分拡大図である。FIG. 1B is a partially enlarged view of FIG. 1A. 図1Bに示した平坦面の説明面である。1C is an illustration of the flat surface shown in FIG. 1B. 図1Bに示した平坦面の他の例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of another example of the flat surface shown in FIG. 1B. 図2Aに示し平坦面の一例の断面を示す図である。FIG. 2B is a cross-sectional view of an example of the flat surface shown in FIG. 2A. 図2Bに示した平坦面の他の例の断面を示す図である。FIG. 2C is a cross-sectional view of another example of the flat surface shown in FIG. 2B. 本発明とは異なるラジアルギャップ型平角線分布巻き固定子の製造方法の一例の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of a manufacturing method for a radial gap type rectangular wire distributed winding stator different from the present invention. 本発明とは異なるラジアルギャップ型平角線分布巻き固定子の製造方法の一例の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of a manufacturing method for a radial gap type rectangular wire distributed winding stator different from the present invention. 本発明とは異なるラジアルギャップ型平角線分布巻き固定子の製造方法の一例の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of a manufacturing method for a radial gap type rectangular wire distributed winding stator different from the present invention. 本発明とは異なるラジアルギャップ型平角線分布巻き固定子の製造方法の一例の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of a manufacturing method for a radial gap type rectangular wire distributed winding stator different from the present invention. 本発明とは異なる例であるラジアルギャップ型分布巻き固定子の断面を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a cross section of a radial gap type distributed winding stator which is an example different from the present invention. 図4Aに示した例のエナメル被膜電線の配置断面の拡大図である。FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of the arrangement of the enamel-coated electric wires in the example shown in FIG. 4A. 本発明の一実施例における絶縁ボビンに挿入する方式の導体のスロット配置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a slot arrangement of a conductor to be inserted into an insulating bobbin in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における固定子構造の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a stator structure in an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における固定子構造の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a stator structure in an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における樹脂製の絶縁ボビンがすべてのスロットに挿入された状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state in which resin insulating bobbins are inserted into all slots in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例における固定子コアへのヘアピン形状セグメントコイルの組立方法を示す図である。1A to 1C are diagrams showing a method of assembling a hairpin-shaped segment coil to a stator core in one embodiment of the present invention. 本発明とは異なる例におけるヘアピン形状のコイルを固定子に配置した状態を示す図である。13 is a diagram showing a state in which a hairpin-shaped coil is arranged on a stator in an example different from the present invention. FIG. 図7Aに示した例におけるコイルエンド部の部分拡大図である。FIG. 7B is a partial enlarged view of a coil end portion in the example shown in FIG. 7A. 本発明の一実施例におけるヘアピン形状コイルを組み立てた固定子コアの構造の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a stator core structure assembled with a hairpin-shaped coil in one embodiment of the present invention. 図8Aに示した固定子コア一部拡大図である。FIG. 8B is an enlarged view of a portion of the stator core shown in FIG. 8A. 図8Aに示した固定子コアのコイルエンド部を軸方向から投影した図である。8B is a view of the coil end portion of the stator core shown in FIG. 8A projected from the axial direction. 接続線側のコイルエンド部を挿入するための円環状の挿入治具を示す図である。13A and 13B are diagrams showing an annular insertion jig for inserting a coil end portion on the connection line side; 固定子コイルの挿入状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an inserted state of the stator coil. 電極をメッキ液中に配置していることを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an electrode placed in a plating solution. 凹部の内側部分だけにメッキ処理を施すことの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing plating only on the inner portion of the recess. 凸部の外側部分だけにメッキ処理を施すことの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing plating only on the outer portion of the protrusion. 本発明のヘアピン形状のコイルを固定子コアに組立後、嵌合部にパルス電流を加え嵌合部を抵抗溶接する場合の回路構成を説明する図である。1 is a diagram illustrating a circuit configuration when a pulse current is applied to a fitting portion to resistance weld the fitting portion after assembling the hairpin-shaped coil of the present invention to a stator core. FIG. 本発明のヘアピン形状のコイルを固定子コアに組立後、嵌合部の抵抗値を計測する方法を示す図である。11A to 11C are diagrams showing a method for measuring the resistance value of the fitting portion after assembling the hairpin-shaped coil of the present invention to a stator core. 波巻結線接続回路の一部を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a part of a wave winding connection circuit. 組立、検査後の固定子の絶縁保護を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the insulation protection of the stator after assembly and inspection. 組立、検査後の固定子の絶縁保護を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the insulation protection of the stator after assembly and inspection. 端末線を結線するための端末結線基板を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a terminal connection board for connecting terminal wires. Y結線接続を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a Y-connection. 端末部分の結線構造を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the wiring structure of the terminal portion. 固定子と回転子の関係を説明する斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating the relationship between a stator and a rotor. モータとして組立てた一実施例の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of one embodiment assembled as a motor.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

以下の説明は、本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。 The following explanations are given to specific examples of the contents of the present invention, and the present invention is not limited to these explanations. Various changes and modifications are possible by those skilled in the art within the scope of the technical ideas disclosed in this specification. Furthermore, in all figures used to explain the present invention, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanations may be omitted.

図1Aは、本発明の一実施例に係るラジアルギャップ型回転電機の固定子において用いられる、ヘアピン形状の固定子コイル導体の構造の斜視図である。図1Aには先端形状が凹形状のヘアピン形状セグメントコイル1(以下、ヘアピン形状コイル1またはセグメントコイル1と略称して示す場合もある)を示す。このヘアピン形状セグメントコイル1は、モータ固定子のスロット部に配置されるストレート部5と、モータ固定子コアのエンド面から突出し、他方のストレート部5とをつなぐ役割のコイルエンド部6とを備える。ストレート部5とコイルエンド部6とがヘアピン形状セグメントコイル1の導体部であり、この導体部が被膜部4(後述する)により被覆されている。 Figure 1A is a perspective view of the structure of a hairpin-shaped stator coil conductor used in a stator of a radial gap type rotating electric machine according to one embodiment of the present invention. Figure 1A shows a hairpin-shaped segment coil 1 (hereinafter sometimes abbreviated as hairpin-shaped coil 1 or segment coil 1) with a concave tip. This hairpin-shaped segment coil 1 has a straight portion 5 that is placed in the slot of the motor stator, and a coil end portion 6 that protrudes from the end surface of the motor stator core and serves to connect the other straight portion 5. The straight portion 5 and the coil end portion 6 are the conductor portion of the hairpin-shaped segment coil 1, and this conductor portion is covered by a coating portion 4 (described later).

コイルエンド部6においては、コイルエンドへ向かう曲げR部の根本部分から反対側の曲げR根元までを山形の形状でつなぐ構造となっており、山の頂点部は、折れ曲がってコイル位置を変更するような構造が施されている。このコイル導体は、電気的に導電度の高い銅や、アルミニウムなどが適しており、この表面にはエナメル被膜や、無機材被膜などの絶縁塗料が塗られているものが使用される。 At the coil end 6, the base of the bend R toward the coil end is connected to the base of the bend R on the opposite side in a mountain shape, and the apex of the mountain is bent to change the coil position. This coil conductor is suitable for use with highly electrically conductive materials such as copper or aluminum, and the surface is coated with insulating paint such as enamel or inorganic coating.

通常、これらのコイル導体は、溶接やカシメ、ハンダ付けなどを用いて他との接続を行うので、無酸素銅など純度の高い金属を用いることが多い。 These coil conductors are usually connected to other parts using welding, crimping, soldering, etc., so they often use high-purity metals such as oxygen-free copper.

本発明の一実施例では、図1Aに示すようにコイルエンド部6の頂点部分に、絶縁のための被膜を剥離して、かつ、その剥離した面が、回転子の回転軸方向である図示のZ軸方向(固定子コアの軸方向)に対して略垂直方向に拡がる面である平坦面2を設けた。平坦面2は、被膜部4から露出した状態となっている。本実施例では、丸穴の構造の底面が平端面2となっている。 In one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1A, the insulating coating is peeled off from the apex of the coil end portion 6, and the peeled surface is provided with a flat surface 2 that extends in a direction approximately perpendicular to the illustrated Z-axis direction (the axial direction of the stator core), which is the direction of the rotor's rotation axis. The flat surface 2 is exposed from the coating portion 4. In this embodiment, the bottom surface of the round hole structure is the flat end surface 2.

図1Bは、コイルエンド部6の部分拡大図であり、平端面2は丸穴の構造の底面であることが示されている。 Figure 1B is a partially enlarged view of the coil end portion 6, showing that the flat end surface 2 is the bottom surface of the circular hole structure.

ヘアピンコイルの製造工程内で、プレス、または、エンドミルによる切削加工などで本発明のヘアピン形状セグメントコイル1の導電面を形成することができる。 During the hairpin coil manufacturing process, the conductive surface of the hairpin-shaped segment coil 1 of the present invention can be formed by pressing or cutting with an end mill.

図2Aは、図1A、図1Bに示したヘアピン形状セグメントコイル1の導電面である平坦面2の例を示す図であり、図2Cは、図2Aに示した平坦面2の一例の断面を示す図である。また、図2Dは、図2Bに示した平坦面2の断面を示す図である。 Figure 2A shows an example of the flat surface 2, which is the conductive surface of the hairpin-shaped segment coil 1 shown in Figures 1A and 1B, and Figure 2C shows a cross-section of an example of the flat surface 2 shown in Figure 2A. Also, Figure 2D shows a cross-section of the flat surface 2 shown in Figure 2B.

図2Aには、図1Aで示した導電面である平坦面2を拡大して示している。コイルエンド部6の頂点の中央に円形の窪みを構成する構造である。この構造では、図2Cに示す断面形状となっており、エナメル被膜4の下の導体部分を、面取りを有して平坦面2を構成している。このような形状は、エンドミルなどでの切削加工によって構成することが可能である。 Figure 2A shows an enlarged view of flat surface 2, which is the conductive surface shown in Figure 1A. This structure forms a circular depression in the center of the apex of coil end portion 6. This structure has a cross-sectional shape as shown in Figure 2C, and the conductor portion below enamel coating 4 is chamfered to form flat surface 2. This type of shape can be created by cutting using an end mill or the like.

また、平坦面2の中央には、微小な窪み7を設けている構造となっている。この窪み7は、後に説明するが、この窪み7の部分に接触子を位置決めするときのガイドとなるものである。 Furthermore, the flat surface 2 is structured so that a tiny depression 7 is provided in the center. As will be explained later, this depression 7 serves as a guide when positioning the contact in this depression 7 area.

図2Bは平坦面2の他の例の説明図である。平坦面2は、エナメル被膜4から露出している。つまり、コイルエンド部6の頂点部のエナメル被膜4を剥離して導電性の平坦面2を構成し、平坦面2の略中央部に微小な窪み7を設けた構造である。この形状は、ヘアピン形状セグメントコイル1を成型するときに、あらかじめ当該箇所をプレスによってエナメル被膜4を剥離する方法で製造することができる。 Figure 2B is an explanatory diagram of another example of the flat surface 2. The flat surface 2 is exposed from the enamel coating 4. In other words, the enamel coating 4 at the apex of the coil end portion 6 is peeled off to form the conductive flat surface 2, and a minute depression 7 is provided in approximately the center of the flat surface 2. This shape can be manufactured by a method in which the enamel coating 4 is peeled off in advance by pressing the relevant area when molding the hairpin-shaped segment coil 1.

また、微小な窪み7も当該箇所に、ポンチをプレスすることで簡単に加工ができるため、製造工数を短縮することができる構造の一つと考えられる。図2Bに示した例の断面を示す図2Dに示すが、エナメル被膜4を剥離した面に微小な窪み7が構成される構造となっている。 In addition, the minute depressions 7 can be easily created by pressing a punch into the relevant locations, so this is thought to be one structure that can shorten the number of manufacturing steps. As shown in Figure 2D, which shows a cross section of the example shown in Figure 2B, the structure has minute depressions 7 formed on the surface where the enamel coating 4 has been peeled off.

図3A、図3B、図3C及び図3Dは、本発明とは異なるラジアルギャップ型分布巻き固定子の製造方法の一例を示す図である。 Figures 3A, 3B, 3C, and 3D are diagrams showing an example of a manufacturing method for a radial gap type distributed winding stator that differs from the present invention.

図3Aは、スロット絶縁物の構造を示す。スロット絶縁物は、アラミド紙19などの紙を図3Aに示すように折り曲げてストロー状の絶縁物を構成する。図3Bは、ヘアピン形状のコイルを図示している。通常、3次元的に成形されたコイルの両端部のエナメル被膜はあらかじめ剥離しておく。 Figure 3A shows the structure of a slot insulator. The slot insulator is made by folding paper such as aramid paper 19 as shown in Figure 3A to form a straw-shaped insulator. Figure 3B shows a hairpin-shaped coil. Usually, the enamel coating on both ends of the three-dimensionally formed coil is peeled off beforehand.

その後、図3Cに示すように固定子コア9のスロット部にアラミド紙の絶縁物19を配置された部分にヘアピン形状コイルを軸方向に挿入して組み立てる。コイルはすべてのコイルを同時に組み付ける必要があるが、ここでは理解のために2個のコイルを挿入する状況を示す。挿入された2個のヘアピン形状コイルは、反対側のコイルエンド部分を折り曲げて互いの端部を突き合わせて溶接することでつながったひとつの波巻コイルを形成する。 Then, as shown in Figure 3C, the hairpin-shaped coil is assembled by inserting it axially into the slot of the stator core 9 where the aramid paper insulation 19 is placed. All the coils need to be assembled at the same time, but for the sake of understanding, we will show the insertion of two coils. The two inserted hairpin-shaped coils are connected by bending the opposite coil ends and welding the ends together to form a single wave-wound coil.

ここで、反対側コイルのコイル脚を曲げる際に絶縁物と固定子コアに多大な応力がかかり、絶縁物の破損による絶縁不良や、コアへの応力印加による軟磁性材料の性能劣化を招く恐れがある。また、突き合わせ部の溶接では、溶接時の温度上昇によるエナメル被膜の損傷や、溶接時の火花飛びなどによるエナメル溶融による絶縁不良が発生するといった課題がある。 When bending the coil legs of the opposite coil, a large amount of stress is applied to the insulator and stator core, which can lead to poor insulation due to damage to the insulator, and to poor performance of the soft magnetic material due to stress being applied to the core. In addition, welding of the butt joints poses issues such as damage to the enamel coating due to temperature increases during welding, and poor insulation due to enamel melting caused by sparks flying during welding.

図4Aは、図3A~図3Dで示した本発明とは異なる例であるラジアルギャップ型分布巻き固定子の断面構成を示している。角型のスロットに0.2mm厚みのアラミド紙の絶縁部材19を挿入し、その中にエナメル被膜付きの導体が挿入される構造となっている。絶縁物とスロット形状との関係は、アラミド紙の絶縁物19を挿入するための組立隙間0.05mm程度が必要となる。これはアラミド紙の厚さばらつき、折り曲げ組立て公差を考慮したものである。また、アラミド紙の絶縁部材19とエナメル被膜付き導体との組立公差も同様に0.05mm程度が必要となり、スロットの断面積に対し、導体の断面積の比である占積率は小さくなることが理解できる。 Figure 4A shows the cross-sectional structure of a radial gap type distributed winding stator, which is an example different from the present invention shown in Figures 3A to 3D. The structure is such that an aramid paper insulating member 19 with a thickness of 0.2 mm is inserted into a square slot, and an enamel-coated conductor is inserted into it. The relationship between the insulator and the slot shape requires an assembly gap of about 0.05 mm to insert the aramid paper insulator 19. This takes into account the variation in the thickness of the aramid paper and the bending assembly tolerance. Similarly, an assembly tolerance of about 0.05 mm is required between the aramid paper insulating member 19 and the enamel-coated conductor, and it can be seen that the space factor, which is the ratio of the cross-sectional area of the conductor to the cross-sectional area of the slot, becomes smaller.

図4Bは、図4Aに示した例のエナメル被膜電線の配置断面の拡大図を示す。図4Cは、本発明の一実施例における絶縁ボビン14に挿入する方式の導体のスロット配置を示している。 Figure 4B shows an enlarged cross-sectional view of the arrangement of the enamel-coated wire in the example shown in Figure 4A. Figure 4C shows the slot arrangement of the conductor for insertion into the insulating bobbin 14 in one embodiment of the present invention.

図4Cに示すように、角形スロットに樹脂製の絶縁部材を配置し、その中に導体を配置する。絶縁部材は、射出成型で製造することによりばらつきの少ない寸法を得ることができる。樹脂の厚みを0.2mmとアラミド紙の絶縁部材と同等として、スロットに配置し、導体が入るスロット孔はそれぞれが独立して絶縁される構造とする。その孔に導体を配置するのであるが、絶縁ボビン14の成型精度が前述の折り曲げ配置品よりも高いことと、挿入後にコイルの捻り成形を行わずに済む工法であるため、導体と絶縁ボビン14の公差の関係を最小とすることができるため、穴に対して十分な断面積の導体を配置することで占積率を高めることができる。 As shown in Figure 4C, a resin insulating member is placed in a rectangular slot, and a conductor is placed inside it. The insulating member can be manufactured by injection molding, which allows for dimensions with little variation. The resin is placed in the slot with a thickness of 0.2 mm, the same as the aramid paper insulating member, and the slot holes into which the conductors enter are structured to be independently insulated. The conductor is placed in the hole, but because the molding precision of the insulating bobbin 14 is higher than that of the previously described folded arrangement product and because this method does not require twisting of the coil after insertion, the tolerance relationship between the conductor and the insulating bobbin 14 can be minimized, and the space factor can be increased by placing a conductor with a sufficient cross-sectional area in the hole.

導体の寸法公差を高めることでさらに占積率を高めることが可能であるが、製造コストとの兼ね合いで、安価に製造できる程度の組立隙間の設定として、0.03mm程度の隙間として本実施例では示している。 It is possible to further increase the space factor by increasing the dimensional tolerance of the conductor, but in this embodiment, the assembly gap is set to approximately 0.03 mm, which is a reasonable level for inexpensive production, taking into account manufacturing costs.

図5A~図5Cは、本発明の一実施例における固定子構造の一例を示す図である。 Figures 5A to 5C are diagrams showing an example of a stator structure in one embodiment of the present invention.

図5Aは、固定子コア9を示す。電磁鋼板などの薄板軟磁性材料をプレスで打ち抜き加工し、積層して固定子コア9を構成する。スロット8の形状は角形で、ティース先端にはティース先端突起によってスロット溝はセミクローズド形状となる一般的な形状となっている。図5Bは、絶縁ボビン14の説明図である。スロット8に、図5Bのような形状の、複数の孔を有する樹脂製の一体型の絶縁ボビン14を軸方向から挿入組立する。絶縁ボビン14は前述したとおり、アラミド紙のスロット絶縁紙の場合と同様に、絶縁体の厚さは0.2mmと薄くしている。また、導体が入る部分は壁で仕切られ、導体間の沿面、空間絶縁距離を確保する形状となっている。 Figure 5A shows the stator core 9. Thin soft magnetic materials such as electromagnetic steel sheets are stamped out with a press and laminated to form the stator core 9. The slots 8 are rectangular in shape, and the teeth have a typical semi-closed shape at the tips of the teeth due to the protrusions at the tips. Figure 5B is an explanatory diagram of the insulating bobbin 14. An integrated resin insulating bobbin 14 with multiple holes, shaped as shown in Figure 5B, is inserted axially into the slot 8 and assembled. As mentioned above, the insulating bobbin 14 has a thin insulator thickness of 0.2 mm, similar to the case of aramid paper slot insulating paper. In addition, the area where the conductors are inserted is partitioned by a wall, and the shape is designed to ensure the creepage and spatial insulation distance between the conductors.

図5Cは、複数の孔を有する樹脂製の絶縁ボビン14がすべてのスロット8に挿入された状態を示している。絶縁ボビン14は寸法公差ばらつきが小さいため、組立のための隙間は小さくて良い。 Figure 5C shows the state in which a resin insulating bobbin 14 with multiple holes is inserted into all of the slots 8. Since the insulating bobbin 14 has small dimensional tolerance variation, small gaps are sufficient for assembly.

図6は、本発明の一実施例における固定子コア9へのヘアピン形状セグメントコイル1の組立方法を示す図である。ここでは、構造を理解しやすくするため軸方向上部に2つのヘアピン形状セグメントコイル1と軸方向下側に一つのヘアピン形状セグメントコイル1とが組み立てられる場合の構造を示している。 Figure 6 is a diagram showing a method of assembling hairpin-shaped segment coils 1 to a stator core 9 in one embodiment of the present invention. In this figure, in order to make the structure easier to understand, a structure is shown in which two hairpin-shaped segment coils 1 are assembled at the upper axial position and one hairpin-shaped segment coil 1 is assembled at the lower axial position.

図6の(a)に示すように、ヘアピン形状コイル1のストレート部5の先端は、凸形状部である凸部3a又は凹形状部である凹部3bが形成され、凸部3a及び凹部3bを形成するために形成された切断面には、メッキ処理部12が施されている。それぞれのヘアピン形状コイル1のストレート部5は、固定子コア9の軸方向に絶縁ボビン14の孔に挿入することにより、固定子コア9のスロット8に挿入され、固定子コア9の組立が行われる。図6の(b)では、3つのコイルの挿入完了状態を示しており、図6の(c)に示す断面図では、それぞれ上からコイルエンド部6、ストレート部5、嵌合部である凹部3a及び凸3bの断面状態を示している。コイルエンド部6、ストレート部5においては、エナメル被膜4があることがわかる。 As shown in FIG. 6(a), the tip of the straight portion 5 of the hairpin coil 1 is formed with a convex portion 3a, which is a convex portion, or a concave portion 3b, which is a concave portion, and a plating process 12 is applied to the cut surface formed to form the convex portion 3a and the concave portion 3b. The straight portion 5 of each hairpin coil 1 is inserted into the hole of the insulating bobbin 14 in the axial direction of the stator core 9, and is inserted into the slot 8 of the stator core 9, and the stator core 9 is assembled. FIG. 6(b) shows the completed insertion state of the three coils, and the cross-sectional view shown in FIG. 6(c) shows the cross-sectional state of the coil end portion 6, the straight portion 5, and the fitting portion, the concave portion 3a and the convex portion 3b, from the top. It can be seen that the enamel coating 4 is present on the coil end portion 6 and the straight portion 5.

また、嵌合部である凹部3a及び凸部3bは、錫メッキが施されており、スロット8内における凹部3a及び凸3bの嵌合が、締まり嵌めの状態で嵌合されるため、絶縁ボビン14のスロット孔に対し少々窮屈な状態となっている。凹部3aと凸3bと間の隙間にはメッキが構成されて導電を担うようになっており、この導電部の結合によって波巻のコイルが構成できる。 The recessed portion 3a and the protruding portion 3b, which are the mating portions, are tin-plated, and the recessed portion 3a and the protruding portion 3b are tightly fitted into the slot 8, making them somewhat cramped against the slot hole of the insulating bobbin 14. The gap between the recessed portion 3a and the protruding portion 3b is plated to provide electrical conductivity, and the combination of these conductive portions forms a wave-wound coil.

このままでは、振動などによって凹部3a及び凸3bの嵌合部が抜ける恐れがあるため、ヘアピン形状コイル1と樹脂製の絶縁ボビン14、絶縁ボビン14と固定子コア9及びコイルエンド部6の固定のためにワニス処理を行うことが望ましい。また、後述するがこの部分に電流を通電して局所的に溶接することも可能である。 If left as is, there is a risk that the fitting between the recess 3a and the protrusion 3b may come loose due to vibration, etc., so it is desirable to perform a varnish treatment to secure the hairpin-shaped coil 1 to the resin insulating bobbin 14, and the insulating bobbin 14 to the stator core 9 and the coil end portion 6. It is also possible to pass an electric current through this portion and weld it locally, as described below.

溶接後には、エポキシ、不飽和ポリエステル系の絶縁樹脂のディッピング、塗布、含浸、真空含浸処理、乾燥工程などを経て、ヘアピン形状コイル1の固定や絶縁の強化を行うことが望ましい。また、コイルエンド部6を射出成型やトランスファーモールドなどを用いて樹脂で鋳くるんでしまうことも方法の一つである。 After welding, it is desirable to fix the hairpin-shaped coil 1 and strengthen its insulation through processes such as dipping, coating, impregnation, vacuum impregnation, and drying with epoxy or unsaturated polyester insulating resin. Another method is to encase the coil end portion 6 in resin using injection molding or transfer molding.

図7A及び図7Bは、本発明とは異なる例におけるヘアピン形状のコイルを固定子に配置した状態を示す。 Figures 7A and 7B show a hairpin-shaped coil placed on a stator in an example different from the present invention.

図7Aでは、一相分内周側の1列目と2列目のスロット孔にセグメントコイル1を周方向に1周分を挿入した状態を示している。図7Bは、図7Aに示した例におけるコイルエンド部の部分拡大図である。 Figure 7A shows the state in which the segment coil 1 is inserted circumferentially into the slot holes in the first and second rows on the inner periphery of one phase. Figure 7B is a partially enlarged view of the coil end portion in the example shown in Figure 7A.

図7A及び図7Bにおいて、6スロットをまたぐ標準のピッチ幅のコイル10aに加え、5スロット幅ピッチの短ピッチコイル10b、7スロット幅ピッチの長ピッチコイル10cや口出し線コイル10dなど形状が異なるコイルがあることがわかる。これらのコイルを軸方向に挿入しようとするとき、長ピッチコイルのコイルエンド高さが最も高くなるので、平板の押し治具で、コイルエンド全体を軸方向に押しても標準ピッチコイルや短ピッチコイルに挿入力を与えることができないことがわかる。 In Figures 7A and 7B, in addition to the coil 10a with a standard pitch that spans six slots, there are coils with different shapes, such as a short-pitch coil 10b with a five-slot pitch, a long-pitch coil 10c with a seven-slot pitch, and an outlet wire coil 10d. When attempting to insert these coils in the axial direction, the coil end height of the long-pitch coil is the highest, so it can be seen that even if the entire coil end is pressed axially with a flat pressing tool, it is not possible to apply an insertion force to the standard-pitch coil or the short-pitch coil.

また、コイルのコイルエンドの頂点付近に軸方向の挿入力を与えるために治具を接触させるときに、エナメル被膜で治具とコイルエンド部分にすべりが出てしまい、一意に位置決めが出来ないという問題がある。 In addition, when the jig is brought into contact with the coil near the apex of the coil end to apply axial insertion force, the enamel coating causes slippage between the jig and the coil end, making it impossible to uniquely position the coil.

また、位置がずれないよう、強く押付けることで、コイルエンド部の絶縁に損傷を与え、コイルを斜めに推すことによりコイルに傾きが発生し、更に大きな挿入力が必要となるといった問題がある。 In addition, pressing too hard to keep the position from shifting can damage the insulation at the coil end, and pushing the coil at an angle can cause the coil to tilt, requiring even greater insertion force.

図8A、図8B、図8Cは、本発明の一実施例におけるヘアピン形状コイル1を組み立てた固定子コア9の構造を斜視図で示している。 Figures 8A, 8B, and 8C are perspective views showing the structure of a stator core 9 assembled with a hairpin-shaped coil 1 in one embodiment of the present invention.

図8Aは、固定子コア9全体の斜視図を示している。すべてのヘアピン形状コイル1のコイルエンド頂点部には軸方向に垂直な導電面である平端面2を施している。 Figure 8A shows a perspective view of the entire stator core 9. The coil end apexes of all hairpin-shaped coils 1 have flat end faces 2 that are conductive surfaces perpendicular to the axial direction.

図8Bは、図8Aに示した固定子コア9一部拡大図を示す。短ピッチコイル、長ピッチコイル、標準ピッチコイルすべてのコイルエンド頂点部に導電面である平坦面2が施されていることが確認できる。 Figure 8B shows an enlarged view of a portion of the stator core 9 shown in Figure 8A. It can be seen that the short pitch coil, long pitch coil, and standard pitch coil all have flat surfaces 2, which are conductive surfaces, at the apexes of their coil ends.

図8Cには、図8Aに示した固定子コア9のコイルエンド部6を軸方向から投影した図を示す。短ピッチコイル、長ピッチコイル、標準ピッチコイルの頂点部に設けられた導電面である平坦面2である面2a、2b、2cがすべて見える状態となっていることがわかる。従って、この面に対して垂直方向、すなわち固定子コア9の軸に対して平行に挿入力を与えることによってコイルを軸に平行に挿入することができる。 Figure 8C shows the coil end portion 6 of the stator core 9 shown in Figure 8A projected from the axial direction. It can be seen that the surfaces 2a, 2b, and 2c, which are the flat conductive surfaces 2 provided at the apexes of the short pitch coil, long pitch coil, and standard pitch coil, are all visible. Therefore, by applying an insertion force perpendicular to this surface, i.e. parallel to the axis of the stator core 9, the coil can be inserted parallel to the axis.

図9A、図9Bには、図8A~図8Cで示したコイルエンド形状のコイルにZ軸に対して平行に挿入力を与えるための円環状の挿入治具の一例を示している。図9Aは、接続線側のコイルエンド部6を挿入するための円環状の挿入治具31を示す図である。挿入治具31の周方向の所定の位置に、コイルエンド部6の頂点に設置された導電面である平坦面2を押すためのピン状の突起である挿入用加圧ピン32を複数有する。この例では、138本の挿入用加圧ピン32が配置されている。 Figures 9A and 9B show an example of an annular insertion jig for applying an insertion force parallel to the Z axis to the coil with the coil end shape shown in Figures 8A to 8C. Figure 9A shows an annular insertion jig 31 for inserting the coil end portion 6 on the connection line side. At predetermined circumferential positions of the insertion jig 31, there are multiple insertion pressure pins 32, which are pin-shaped protrusions for pressing the flat surface 2, which is the conductive surface installed at the apex of the coil end portion 6. In this example, 138 insertion pressure pins 32 are arranged.

挿入用加圧ピン32の先端部中央には位置決めを行うための位置決め用尖突起部33が設けられており、コイルエンド部6の平坦面2に設けられた、位置決め用の微小な窪み7と嵌合出来るようになっている。また、これらの挿入用加圧ピン32は、コイルエンド部6の頂点部の導電面である平坦面2に対する位置に配置されており、長ピッチコイルの面を押すピンは短く、短ピッチコイルの面を押すピンは長いものが所定の位置に配置されている。 The insertion pressure pins 32 have a positioning protrusion 33 at the center of their tips for positioning, which can fit into minute positioning recesses 7 provided on the flat surface 2 of the coil end portion 6. These insertion pressure pins 32 are also positioned relative to the flat surface 2, which is the conductive surface at the apex of the coil end portion 6, with the pins that press on the surface of the long-pitch coil being short and the pins that press on the surface of the short-pitch coil being long, positioned in the prescribed positions.

図9Bは、固定子コイルの挿入状態を示している。短ピッチや長ピッチの接続線の無い図示の下側コイルエンド部は平坦なベース治具30での固定が可能である。長ピッチと短ピッチコイルが混在する上部コイルエンド部6は、図9Aで示した挿入治具31のピン先端部分を所定の導電面である平坦面2に位置決めして軸方向に挿入力を与えて挿入する。 Figure 9B shows the stator coil insertion state. The lower coil end shown, which does not have short-pitch or long-pitch connection lines, can be fixed with a flat base jig 30. The upper coil end 6, which has a mixture of long-pitch and short-pitch coils, is inserted by positioning the pin tip of the insertion jig 31 shown in Figure 9A on the flat surface 2, which is a specified conductive surface, and applying an insertion force in the axial direction.

これにより、治具間の相対寸法を確認することで、コイルの完全挿入完了位置を確認することができるため、コイル挿入不足などの挿入不良を低減することができる。 This allows the user to check the relative dimensions between the jigs and thereby confirm the position at which the coil has been fully inserted, thereby reducing insertion defects such as insufficient coil insertion.

図10A、図10B、図10Cには、コイル先端にメッキ処理を施す方法を示している。図10Aは、メッキ槽25の中にメッキ液24を入れ、電極23をメッキ液24中に配置していることを示す図である。本発明の一実施例におけるヘアピン形状コイル1は、エナメル被膜4が無い状態でヘアピン状のコイルとなるため、電極23をヘアピン形状コイル1のどの部分にも設置しやすい構造となっている。 Figures 10A, 10B, and 10C show a method for plating the coil tip. Figure 10A shows plating liquid 24 placed in plating tank 25 and electrode 23 placed in plating liquid 24. The hairpin-shaped coil 1 in one embodiment of the present invention is a hairpin-shaped coil without enamel coating 4, so the structure makes it easy to place electrode 23 anywhere on hairpin-shaped coil 1.

図10Aでは、コイルエンド部6の導電面である平坦面2の部分をクリップ22で直流電源21に電気的に接続して電極23と接続するようになっている。図10B、図10Cは、凹部3aの内側と、凸部3bの外側部分だけにメッキ処理を施すことの説明図である。図10B、図10Cに示すように、メッキ部分は、端部を切断加工した嵌合部である凹部3aの内側と、嵌合部である凸部3bの外側部分だけにメッキ処理ができる。メッキをつける部分は、凹部3a及び凸部3bの5mmの部分であり、その他の部分はエナメル被膜でマスキングされているため、液面の制御や、コイルの姿勢制御のばらつきなどをコントロールすることに工数や、設備面での投資をしなくても、簡素な方法でメッキ処理できる。 In FIG. 10A, the flat surface 2, which is the conductive surface of the coil end portion 6, is electrically connected to a DC power source 21 by a clip 22, and is connected to an electrode 23. FIG. 10B and FIG. 10C are explanatory diagrams showing plating only on the inside of the recess 3a and the outside of the protrusion 3b. As shown in FIG. 10B and FIG. 10C, plating can be performed only on the inside of the recess 3a, which is the fitting portion where the end is cut, and on the outside of the protrusion 3b, which is the fitting portion. The parts to be plated are the 5 mm parts of the recess 3a and the protrusion 3b, and the other parts are masked with an enamel coating, so plating can be performed in a simple manner without investing in labor and equipment to control the liquid level and the variation in the coil attitude control.

メッキ厚公差は、5~10μm程度であり、組立のための隙間0.03mmに対し充分組立可能な寸法となる。メッキの材質は、銅やアルミニウム導体の接続部が酸化によって導通が無くなることを防ぐためであり、劣化の少ないクロム、ニッケル、錫、導電率の高い金や銀などの金属が候補である。本実施例では最も安価である錫をメッキ材料として選定することにする。 The plating thickness tolerance is about 5 to 10 μm, which is a sufficient dimension for assembly with an assembly gap of 0.03 mm. The plating material is chosen to prevent the connections of the copper or aluminum conductors from losing conductivity due to oxidation, and possible materials include metals such as chromium, nickel, and tin, which are less susceptible to deterioration, and gold and silver, which have high conductivity. In this example, tin, which is the least expensive, will be selected as the plating material.

錫メッキを施すことによって、凹部3aと凸部3bとの寸法関係は、隙間ばめから、しまりばめの公差となり、固定子コア9の軸方向に結合することで互いに応力を付与しながらの締結が可能となる。 By applying tin plating, the dimensional relationship between the recessed portion 3a and the protruding portion 3b changes from a clearance fit to a tight fit tolerance, and by joining them in the axial direction of the stator core 9, they can be fastened while applying stress to each other.

図11には、本発明の一実施例における導電面である平坦面2を利用したヘアピン形状コイル1の抵抗溶接処理方法を示す。ヘアピン形状コイル1を固定子コアに組み立てたのちに、所定のコイルエンド間に電極を設置し、パルス状電流を印加する。 Figure 11 shows a method for resistance welding a hairpin-shaped coil 1 using a flat surface 2, which is a conductive surface, in one embodiment of the present invention. After assembling the hairpin-shaped coil 1 to the stator core, electrodes are placed between the specified coil ends and a pulsed current is applied.

これによって、抵抗値の高い嵌合面(凹部3aと凸部3bとの嵌合面)の局所部分でジュール熱が発生し、局所的に溶接接合が可能とすることができる。隣り合うコイル同士の導電面である平坦面2同士に電流を流して行う溶接は、端末部分の中性点や出力線などを結線しない状態では、解放端となるため、図示のように隣り合う導電面である平坦面2を適切に選定して電流を印加することで、1か所毎の凹部3aと凸部3bとの抵抗溶接が可能である。これによって、凹部3aと凸部3bとが互いに溶接される。 This generates Joule heat in localized areas of the mating surfaces (the mating surfaces of the concave portion 3a and the convex portion 3b) with a high resistance value, making it possible to locally weld and join them. When welding is performed by passing a current between the flat surfaces 2, which are the conductive surfaces of adjacent coils, if the neutral point or output wire of the terminal portion is not connected, the ends become open. Therefore, by appropriately selecting the flat surfaces 2, which are the conductive surfaces of adjacent coils, as shown in the figure and applying a current, it is possible to perform resistance welding between the concave portion 3a and the convex portion 3b at each location. This causes the concave portion 3a and the convex portion 3b to be welded to each other.

図12には、本発明のヘアピン形状のコイル1を固定子コア9に組立後、嵌合部分(凹部3aと凸部3b)の導電抵抗値を検査する方法を示す。図12には、抵抗計によって図11で示したような隣り合うコイルエンドの導電面である平坦面2の抵抗を測定している図を示している。凹部3aと凸部3bとの嵌合部が全く接触していない場合には、抵抗値は∞となり、半分が嵌合している場合、すべて挿入されている場合で抵抗値が異なる。この抵抗値を計測することで、嵌合状態の健全性を評価することができる。 Figure 12 shows a method for inspecting the conductive resistance of the mating portion (concave portion 3a and convex portion 3b) after assembling the hairpin-shaped coil 1 of the present invention to the stator core 9. Figure 12 shows a diagram of measuring the resistance of the flat surface 2, which is the conductive surface of adjacent coil ends as shown in Figure 11, with a resistance meter. When the mating portion between the concave portion 3a and the convex portion 3b is not in contact at all, the resistance value is ∞, and the resistance value differs when half is mated and when the entire portion is inserted. By measuring this resistance value, the soundness of the mating state can be evaluated.

図13には、波巻結線接続回路の一部を示している。内側入力線丸印1の部分から、丸印2のコイルエンド導電平坦面までの間は、嵌合接続部分は1か所であることがわかる。例えば、丸印9の導電面である平坦面2までの間は、嵌合接続部分は8か所となる。このように出力線、入力線の間の抵抗値を計測して評価し、抵抗値に問題があればその範囲をだんだん狭くしていき、問題のある特定箇所を同定することができる。特定できた場合に、図11で示したような抵抗溶接原理などによって嵌合部抵抗を改善するような修正を行うことが可能とできる。 Figure 13 shows a portion of the wave winding connection circuit. It can be seen that there is one mating connection between the inner input wire circle 1 and the coil end conductive flat surface circle 2. For example, there are eight mating connections between the conductive flat surface 2 and circle 9. In this way, the resistance between the output wire and input wire is measured and evaluated, and if there is a problem with the resistance, the range can be gradually narrowed to identify the specific problematic point. Once identified, it is possible to make corrections to improve the mating resistance using the resistance welding principle as shown in Figure 11.

図14A、図14Bは、組立、検査後の固定子の絶縁保護を示す。コイルエンド部6の一部に導電箇所が開いているため、導電部が近くにある場合、例えば、飛行中の飛行機内等の気圧が低い場合に放電などの恐れがある。これらの場合には、導電箇所を絶縁部材で埋める必要があるため、絶縁ワニスのディッピングや含浸などで絶縁対策を行う。導電面である平坦面2は、前述したとおり、固定子の軸方向への投影面に全て現れる構造のため、その部分にディスペンサ(液体定量射出装置)27のディスペンサノズル26で適量を塗布することで、その部分だけの絶縁を行うことができる。 Figures 14A and 14B show the insulation protection of the stator after assembly and inspection. Since a conductive portion is open in part of the coil end portion 6, there is a risk of discharge when a conductive portion is nearby, for example, when the air pressure is low inside an airplane during flight. In such cases, it is necessary to fill the conductive portion with insulating material, so insulation measures are taken by dipping or impregnating with insulating varnish. As mentioned above, the flat surface 2, which is the conductive surface, has a structure that appears entirely on the axial projection surface of the stator, so that only that part can be insulated by applying an appropriate amount to that part with the dispenser nozzle 26 of the dispenser (fixed-volume liquid injection device) 27.

また、コイル全体のワニス固定処理と同時に行うことや、コイルエンドを含む部分を不飽和ポリエステル樹脂などでモールドして鋳くるむような構造でも絶縁対策が可能である。軸方向下側のコイルエンド端面では、導電平坦面がすべて軸方向に同じ高さにあるため、ドーナツ状の絶縁テープなどでのテーピング処理などの方法も可能である。 Insulation measures can also be taken by simultaneously varnish fixing the entire coil, or by molding and encasing the coil end in unsaturated polyester resin or similar. At the coil end end face on the lower axial side, all of the conductive flat surfaces are at the same height in the axial direction, so methods such as taping with doughnut-shaped insulating tape are also possible.

図15A、図15B、図15Cには、端末部分の結線構造を示す。先に図14Aで示したワニス処理は、気圧が低い場合での使用には必要であるが、電圧が低い場合や、一般的な気圧で用いる場合においては必須ではない。 Figures 15A, 15B, and 15C show the wiring structure of the terminal part. The varnish treatment shown in Figure 14A is necessary for use at low atmospheric pressure, but is not essential when the voltage is low or when used at normal atmospheric pressure.

図15Aには端末線を結線するための端末結線基板40を示す。端末結線基板40は、決戦非導電性のエポキシ樹脂などでできたベース板41に、リング状の中性点結線バー44、直列接続結線バー42、出力線結線バー43を図示のように構成する。このように構成することで、固定子のコイルエンド部分の軸方向上部には、絶縁部材であるベース板41が配置されるので、ハウジング等への放電の心配は少なくなる。結線作業時も、絶縁材のベース板41の上部でハンダ付け、溶接作業を実施する構造となるため、コイルエンド部6の導電面である平坦面2への異物混入などが防止できる構造となる。図15Bは、Y結線接続を示す図である。図15Cの丸印の番号は、スロット番号を示す。 Figure 15A shows a terminal connection board 40 for connecting the terminal wires. The terminal connection board 40 is configured as shown in the figure, with a ring-shaped neutral point connection bar 44, a series connection connection bar 42, and an output line connection bar 43 on a base plate 41 made of a non-conductive epoxy resin or the like. With this configuration, the base plate 41, which is an insulating member, is placed on the axial upper part of the coil end part of the stator, so there is less concern about discharge to the housing, etc. Even during the wiring work, soldering and welding work are performed on the upper part of the base plate 41 made of insulating material, so the structure prevents foreign matter from entering the flat surface 2, which is the conductive surface of the coil end part 6. Figure 15B is a diagram showing a Y-connection connection. The circle numbers in Figure 15C indicate slot numbers.

本発明の一実施例における回転電機の製造方法は、複数の種類のセグメントコイル1と、複数の種類のセグメントコイル1を収納するスロット8を有する固定子コアと、回転子と、を有する回転電機の製造方法である。 The method for manufacturing a rotating electric machine in one embodiment of the present invention is a method for manufacturing a rotating electric machine having multiple types of segment coils 1, a stator core having slots 8 that accommodate the multiple types of segment coils 1, and a rotor.

本発明による回転電機の製造方法は、複数の種類のセグメントコイル1のコイルエンド部6に、固定子コア9の軸方向に対して略垂直方向に拡がる平坦面2を形成する第1工程と、複数の種類のセグメントコイル1のストレート部5を固定子コア9のスロット8に挿入する第2工程と、複数種類のセグメントコイル1は、ストレート部5の端部が凸形状部3b又は凹形状部3aとなっており、複数種類のセグメントコイル1ごとに異なる突起32を有する挿入治具31により、複数の種類のセグメントコイル1の平坦面2を押圧して、凸形状部3bと凹形状部3aとを、スロット8内で互いに嵌合させる第3工程と、を備えている。 The manufacturing method for a rotating electric machine according to the present invention includes a first step of forming flat surfaces 2 extending in a direction approximately perpendicular to the axial direction of a stator core 9 on the coil end portions 6 of the multiple types of segment coils 1, a second step of inserting the straight portions 5 of the multiple types of segment coils 1 into the slots 8 of the stator core 9, and a third step of pressing the flat surfaces 2 of the multiple types of segment coils 1 with an insertion jig 31 having different protrusions 32 for each of the multiple types of segment coils 1 to fit the convex portions 3b and the concave portions 3a into each other within the slots 8.

また、本発明の回転電機の製造方法において、第1工程にて、平坦部2の略中央部に窪み7を形成し、第3工程にて、突起32を窪み7に挿入して挿入治具31により、複数の種類のセグメントコイル1の平坦面2を押圧する。 In addition, in the manufacturing method of the rotating electric machine of the present invention, in the first step, a recess 7 is formed in approximately the center of the flat portion 2, and in the third step, the protrusion 32 is inserted into the recess 7 and the flat surface 2 of the multiple types of segment coils 1 is pressed by the insertion jig 31.

また、本発明の回転電機の製造方法において、平坦面2に電流を通電し、スロット8内で互いに嵌合された凸形状部3bと凹形状部3aとを溶接する第4工程を備える。 The manufacturing method for a rotating electric machine of the present invention also includes a fourth step of passing a current through the flat surface 2 to weld the convex portion 3b and the concave portion 3a that are fitted together within the slot 8.

また、本発明の回転電機の製造方法において、平坦面2に検査用電流を通電し、スロット8内で互いに嵌合された凸形状部3bと凹形状部3aの抵抗値に基づいて、凸形状部3bと凹形状部3aとの接続状態を検査する第5工程を備える。 The manufacturing method for a rotating electric machine of the present invention also includes a fifth step of passing an inspection current through the flat surface 2 and inspecting the connection state between the convex portion 3b and the concave portion 3a based on the resistance value of the convex portion 3b and the concave portion 3a that are fitted together in the slot 8.

図16A、図16Bには、図6A~図15Cで示したような方法で組立した固定子を回転電機(モータ)として組み合わせした構造を示す。 Figures 16A and 16B show a structure in which stators assembled using the methods shown in Figures 6A to 15C are combined into a rotating electric machine (motor).

図16Aには、固定子と回転子の関係を説明する斜視図を示す。モータとして、回転するロータコア50をシャフト57に固定されたものが回転子となる。本実施例では永久磁石同期モータの場合の例を示しているが、回転子は、誘導モータの籠型導体回転子でも、リラクタンスモータの磁性体突極回転子でも良い。永久磁石同期モータの場合は、ロータコア50の内部または表面に永久磁石60が配置されている。固定子の内側に回転子が配置され、ギャップを介して回転子表面と固定子内面が対抗し、磁束のやり取りを行ってモータとして動作するような構造となっている。 Figure 16A shows a perspective view explaining the relationship between the stator and rotor. The rotor of the motor is a rotating rotor core 50 fixed to a shaft 57. This embodiment shows an example of a permanent magnet synchronous motor, but the rotor may be a cage conductor rotor of an induction motor or a magnetic salient pole rotor of a reluctance motor. In the case of a permanent magnet synchronous motor, permanent magnets 60 are arranged inside or on the surface of the rotor core 50. The rotor is arranged inside the stator, and the rotor surface and the stator inner surface face each other via a gap, and the structure operates as a motor by exchanging magnetic flux.

図16Bには、モータとして組立てた一実施例の概略断面図である。先に示した回転子の軸は、軸の出力側、反出力側にボールベアリング54、55が配置され、ボールベアリング54、55の外周が固定された状態でボールベアリング54、55の内周面がシャフト57と一体となって回転可能に保持される。ボールベアリング54、55の外周は、出力側の軸受保持部51とリア側の軸受保持部52で保持されており、それらの軸受保持部51、52は、ハウジング53により、同軸度を保った状態で構成されている。かつ、ハウジング53には、軸方向にボルト56、59で締め付けて軸方向に応力を加えて保持される構成となっている。固定子は、ハウジング53の軸方向の所定の場所に保持され固定されている。この状態で、コイル群を一体化している端末結線基板40は、軸受保持部51、52の軸方向面と一部接触し、軸方向に応力をかけた状態で保持されるようになっている。 Figure 16B is a schematic cross-sectional view of one embodiment assembled as a motor. The rotor shaft shown above has ball bearings 54, 55 arranged on the output side and the anti-output side of the shaft, and the inner circumferential surfaces of the ball bearings 54, 55 are held rotatably together with the shaft 57 with the outer periphery of the ball bearings 54, 55 fixed. The outer periphery of the ball bearings 54, 55 is held by the output side bearing holder 51 and the rear side bearing holder 52, and these bearing holders 51, 52 are configured in a state of maintaining coaxiality by the housing 53. In addition, the housing 53 is configured to be held by applying stress in the axial direction by tightening bolts 56, 59 in the axial direction. The stator is held and fixed at a predetermined location in the axial direction of the housing 53. In this state, the terminal connection board 40 that integrates the coil group is partially in contact with the axial surfaces of the bearing holders 51, 52 and is held in a state of applying stress in the axial direction.

以上のように、本発明によれば、磁気特性の優れた軟磁性材料を鉄心に用いた場合においても、固定子鉄心や絶縁物に過大な応力を与えることなく、分割組立型セグメントコイルを組立てられる回転電機および回転電機の製造方法を実現することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a rotating electric machine and a manufacturing method for a rotating electric machine that can assemble split assembly type segment coils without applying excessive stress to the stator core or insulators, even when a soft magnetic material with excellent magnetic properties is used for the iron core.

本発明による高占積率なモータ固定子は、コイルの導体抵抗値を低減することができるため、銅損の低減が可能となるほか、組立に曲げ成型を行わないので、組立余裕をとらなくて良いため、スロット内の空気層を極力少なくすることができるので、コイルから発生した熱をコアに伝熱するための熱伝達性能を向上することができる。 The motor stator with a high space factor according to the present invention can reduce the conductor resistance value of the coil, which makes it possible to reduce copper loss. In addition, since bending is not performed during assembly, there is no need to leave any assembly margin, and the air space in the slot can be minimized, which improves the heat transfer performance for transferring heat generated from the coil to the core.

上記の効果によってモータの発熱量の低下、冷却能力の向上が可能となり、モータの効率向上ができる。また、組立時にモータの固定子コアに応力を付与しないため、軟磁性材料の性能劣化を生じさせないため、高性能な軟磁性材料の採用が可能となる。また、ヘアピンコイルの絶縁は、スロット絶縁部材によって1本ごとに部屋を分けられて保持することができるので、沿面距離、絶縁距離ともに確保が可能となる。 The above effects reduce the amount of heat generated by the motor and improve its cooling capacity, thereby improving the efficiency of the motor. In addition, since no stress is applied to the motor's stator core during assembly, there is no deterioration in the performance of the soft magnetic material, making it possible to use high-performance soft magnetic materials. Furthermore, the insulation of the hairpin coils can be maintained in separate chambers for each coil by the slot insulation member, making it possible to ensure both creepage distance and insulation distance.

さらに、この絶縁部材は樹脂材料で、射出成型で製造するために寸法精度が高く、絶縁厚みを薄くすることができ、絶縁紙などでは2重となって厚くならざるを得なかった部分の厚みが薄く設定できることにより、さらなる占積率の向上と、熱伝導性能の向上が実現可能となる。 Furthermore, because this insulating material is made of resin and is manufactured by injection molding, it has high dimensional accuracy and can be made thin. This allows the thickness of parts that would otherwise be thick due to the double layering of insulating paper to be made thinner, making it possible to further improve the space factor and thermal conductivity.

本発明のヘアピンコイル構造では、軸方向へのコイル応力付与が組立に必須である分割コイル組み立て工法に適している。 The hairpin coil structure of the present invention is suitable for split coil assembly methods, in which axial coil stress application is essential for assembly.

従来のヘアピンコイル挿入、反挿入側部曲げ、溶接工法に比べて、コイルが絶縁部材や、固定子鉄心に与える影響が極めて少ない。固定子鉄心は、応力に対して敏感で鉄損が増大するものあり、高グレードの電磁鋼板や、アモルファスなどの低損失材料に対して優位な工法となり得る。 Compared to the conventional hairpin coil insertion, anti-insertion side bending, and welding methods, the coil has very little effect on the insulating material and stator core. Some stator cores are sensitive to stress and experience increased iron loss, making this a superior method for high-grade electromagnetic steel sheets and low-loss materials such as amorphous.

また、挿入時のコイルや絶縁物の損傷、コイル変形などの防止にも効果があるほか、必要なコイル種類の低減ができ、必要な組立治具や設備投資が低減できる。 It is also effective in preventing damage to the coil and insulation during insertion, as well as coil deformation, and can reduce the number of coil types required, thereby reducing the required assembly jigs and capital investment.

また、製造信頼性を担保、定量把握し、コイルエンド、スロット部ともに最適な形状で組立やすい固定子を供給することができる。 In addition, we can guarantee manufacturing reliability, grasp quantities, and supply stators that are easy to assemble with optimal shapes for both the coil ends and slots.

さらに、組立プロセスが簡略化できるので、モータのコスト削減に効果が期待できる。 In addition, the assembly process can be simplified, which is expected to help reduce motor costs.

1・・・ヘアピン形状コイル、2・・・平端面、3a・・・凹部、3b・・・凸部、4・・・エナメル被膜、5・・・ストレート部、6・・・コイルエンド部、7・・・窪み、8・・・スロット、9・・・固定子コア、12・・・メッキ処理部、14・・・絶縁ボビン、21・・・直流電源、22・・・クリップ、23・・・電極、24・・・メッキ処理液、25・・・メッキ槽、26・・・ディスペンサノズル、27・・・ディスペンサ(液体定量射出装置)、30・・・ベース治具、31・・・挿入治具、32・・・挿入用加圧ピン(突起)、33・・・位置決め用尖突起部、40・・・端末結線基板、41・・・ベース板、42・・・直列接続結線線バー、43・・・出力線接続バー、44・・・中性点接続バー、50・・・ロータコア、51、52・・・軸受保持部、53・・・ハウジング、54、55・・・ボールベアリング、56、59・・・ボルト、57・・・シャフト、60・・・永久磁石 1: Hairpin coil, 2: Flat end surface, 3a: Concave, 3b: Convex, 4: Enamel coating, 5: Straight section, 6: Coil end, 7: Depression, 8: Slot, 9: Stator core, 12: Plating section, 14: Insulating bobbin, 21: DC power source, 22: Clip, 23: Electrode, 24: Plating liquid, 25: Plating tank, 26: Dispenser nozzle, 27: Dispenser (liquid injection device), 30: Base jig, 31: Insertion jig, 32: Pressure pin (projection) for insertion, 33: Pointed projection for positioning, 40: Terminal connection board, 41: Base plate, 42: Series connection line bar, 43: Output line connection bar, 44: Neutral point connection bar, 50: Rotor core, 51, 52: Bearing holder, 53: Housing, 54, 55: Ball bearing, 56, 59: Bolt, 57: Shaft, 60: Permanent magnet

Claims (7)

複数のセグメントコイルと、前記複数のセグメントコイルを収納するスロットを有する固定子コアと、回転子と、を備える回転電機において、
前記セグメントコイルは、導体部と、前記導体部を被覆する被膜部とを有し、
前記導体部は、前記スロットに収納されるストレート部と、前記固定子コアのエンド面から突出するコイルエンド部とを有し、
前記コイルエンド部は、前記固定子コアの軸方向に対して略垂直方向に拡がり、前記被膜部から露出する平坦面を有し、
前記複数のセグメントコイルは、前記ストレート部の端部が凸形状部又は凹形状部となっており、前記凸形状部と前記凹形状部とが、前記スロット内で互いに嵌合して接続されることを特徴とする回転電機。
A rotating electric machine including a plurality of segment coils, a stator core having slots for accommodating the plurality of segment coils, and a rotor,
The segment coil has a conductor portion and a coating portion that coats the conductor portion,
the conductor portion has a straight portion accommodated in the slot and a coil end portion protruding from an end surface of the stator core,
the coil end portion extends in a direction substantially perpendicular to an axial direction of the stator core and has a flat surface exposed from the coating portion,
A rotating electric motor characterized in that the ends of the straight portions of the multiple segment coils are convex or concave portions, and the convex and concave portions are fitted into and connected to each other within the slots.
請求項に記載の回転電機において、
前記平坦面の略中央部に窪みが形成されていることを特徴とする回転電機。
2. The rotating electric machine according to claim 1 ,
A rotating electric machine, characterized in that a recess is formed in approximately the center of the flat surface.
請求項に記載の回転電機において、
複数の孔を有し、前記スロット内に挿入される一体型の絶縁ボビンを備え、前記ストレート部は、前記絶縁ボビンの前記孔に挿入されて前記スロットに収納されていることを特徴とする回転電機。
3. The rotating electric machine according to claim 2 ,
A rotating electric machine comprising: an integrated insulating bobbin having a plurality of holes and inserted into the slot, the straight portion being inserted into the holes of the insulating bobbin and housed in the slot.
請求項に記載の回転電機において、
前記スロットに挿入された前記ストレート部の前記凸形状部と前記凹形状部とは、互いに溶接されていることを特徴とする回転電機。
4. The rotating electric machine according to claim 3 ,
a straight portion inserted into the slot, the straight portion having a convex shape and a concave shape, the straight portion being welded to one another;
複数の種類のセグメントコイルと、前記複数の種類のセグメントコイルを収納するスロットを有する固定子コアと、回転子と、を有する回転電機の製造方法において、
前記複数の種類のセグメントコイルのコイルエンド部に、前記固定子コアの軸方向に対して略垂直方向に拡がる平坦面を形成する第1工程と、
前記複数の種類のセグメントコイルのストレート部を前記固定子コアの前記スロットに挿入する第2工程と、
前記複数の種類のセグメントコイルは、前記ストレート部の端部が凸形状部又は凹形状部となっており、前記複数の種類のセグメントコイルごとに異なる突起を有する挿入治具により、前記複数の種類のセグメントコイルの前記平坦面を押圧して、前記凸形状部と前記凹形状部とを、前記スロット内で互いに嵌合させる第3工程と、
を備え
前記第1工程にて、前記平坦面の略中央部に窪みを形成し、
前記第3工程にて、前記突起を前記窪みに挿入して前記挿入治具により、前記複数の種類のセグメントコイルの前記平坦面を押圧することを特徴とする回転電機の製造方法。
A method for manufacturing a rotating electric machine including a stator core having multiple types of segment coils, slots for accommodating the multiple types of segment coils, and a rotor, comprising:
A first step of forming flat surfaces extending in a direction substantially perpendicular to an axial direction of the stator core at coil end portions of the plurality of types of segment coils;
A second step of inserting straight portions of the plurality of types of segment coils into the slots of the stator core;
The end of the straight portion of the plurality of types of segment coils is a convex portion or a concave portion, and a third step is to press the flat surface of the plurality of types of segment coils with an insertion jig having a different protrusion for each of the plurality of types of segment coils to fit the convex portion and the concave portion into each other within the slot;
Equipped with
In the first step, a recess is formed in a substantially central portion of the flat surface,
A method for manufacturing a rotating electric machine, characterized in that in the third step, the protrusion is inserted into the recess and the flat surfaces of the multiple types of segment coils are pressed using the insertion jig .
請求項に記載の回転電機の製造方法において、
前記平坦面に電流を通電し、前記スロット内で互いに嵌合された前記凸形状部と前記凹形状部とを溶接する第4工程を備えることを特徴とする回転電機の製造方法。
6. The method for manufacturing a rotating electric machine according to claim 5 ,
a fourth step of passing an electric current through the flat surface to weld the convex portion and the concave portion that are fitted together within the slot.
請求項に記載の回転電機の製造方法において、
前記平坦面に検査用電流を通電し、前記スロット内で互いに嵌合された前記凸形状部と前記凹形状部の抵抗値に基づいて、前記凸形状部と前記凹形状部との接続状態を検査する第5工程を備えることを特徴とする回転電機の製造方法。
7. The method for manufacturing a rotating electric machine according to claim 6 ,
A manufacturing method for a rotating electric machine, comprising a fifth step of passing an inspection current through the flat surface and inspecting the connection state between the convex portion and the concave portion based on the resistance value of the convex portion and the concave portion engaged with each other within the slot.
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