JP2013172575A - Method of manufacturing stator and stator manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータに用いるコイルの製造方法に関し、詳しくは、セグメントコイルを用いたステータの製造にあたり、セグメントをコイルエンドにおいて他のリード線部とは異なる加工が必要なリード線部の加工手順に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a coil used for a stator, and more particularly to a processing procedure for a lead wire portion that requires processing different from other lead wire portions at a coil end in manufacturing a stator using a segment coil. .
近年は、ハイブリッドカーや電気自動車等、駆動にモータを用いた自動車の開発が盛んにされるようになってきている。しかし、駆動にモータを用いる場合には、これまで以上にモータの小型化及び高出力化が求められる。従来のモータは、丸線を巻回して形成したコイルを用いたものが主流であったが、小型化及び高出力化を求められることで、平角線を用いたコイルをモータに用いることが検討されている。平角線を用いることで、固定子の占積率が向上し、高出力化に有利となるためである。 In recent years, development of automobiles using a motor for driving, such as hybrid cars and electric cars, has become active. However, in the case where a motor is used for driving, miniaturization and higher output of the motor are required more than ever. Conventional motors mainly use coils that are formed by winding round wires. However, as miniaturization and higher output are demanded, it is considered to use coils with flat wires for the motor. Has been. This is because the use of a flat wire improves the space factor of the stator and is advantageous for high output.
特許文献1に、ステータの製造装置及びステータの製造方法に関する技術が開示されている。ステータコアにセグメントを挿入した状態で、ステータコイル捻り装置を用いて捻り加工を行う。ステータコイル捻り装置は同心円状に配置された捻り治具が独立に回転可能に備えられている。捻り治具の先端にはセグメントの先端が挿入される隔壁で仕切られた挿入部分が設けられている。
特許文献2に、コイルの捻り形成方法、捻り治具、及び捻り装置に関する技術が開示されている。特許文献3に、セグメントコイル端部の接合方法に関する技術が開示されている。ステータコアにセグメントを挿入した状態で、捻り円環を用いてセグメントの先端の捻り加工を行う。捻り円環は独立に回転可能に備えられ、捻り円環の先端にはセグメントの先端が挿入されるコイル端収容部が備えられている。ステータコアにセグメントを挿入して保持した状態で、捻り円環の先端にセグメントの先端を挿入して、捻り円環を回転させることで、捻り加工を行う。 Patent Document 2 discloses a technique related to a coil twisting method, a twisting jig, and a twisting device. Patent Document 3 discloses a technique related to a method for joining segment coil ends. In a state where the segment is inserted into the stator core, the tip of the segment is twisted using a twisted ring. The torsion ring is provided so as to be independently rotatable, and the end of the torsion ring is provided with a coil end accommodating portion into which the end of the segment is inserted. In a state where the segment is inserted and held in the stator core, the tip of the segment is inserted into the tip of the twisted ring, and the twisted ring is rotated to perform twisting.
しかしながら、特許文献1乃至特許文献3に開示される装置を用いてステータを製造するには、以下に説明する課題があると考えられる。
However, in order to manufacture a stator using the apparatus disclosed in
セグメントをステータコアに挿入した後に、セグメントの先端を特許文献1乃至特許文献3のいずれかに記載の捻り加工装置を用いて加工する場合、何れの場合にも治具を用いて回転させることでセグメントの先端を加工している。この結果、ステータに配置されたセグメントは、全て同じ方向に同じピッチだけ捻られることになる。ただし、ステータコアに挿入されたセグメントがコイルを形成する為には、接続線部分などで捻りを変える必要がある。このため、捻り加工をした後に部分的に捻り加工したリード線部を、更に追加工する必要がある。
After the segment is inserted into the stator core, when the tip of the segment is processed using the twisting device described in any of
ただし、既に他のリード線部が捻り加工されているため、干渉の問題で自動化は困難であるため手作業により加工を行う必要があると考えられる。ステータの製造工程に手作業工程を必要とすると、製品のリードタイムが伸び、量産効果が薄れて製品コストに影響するので好ましくない。また、手作業工程では製品の品質にバラツキが出やすいことも問題となる。 However, since other lead wire portions have already been twisted, it is difficult to automate due to the problem of interference, so it is considered that manual processing is necessary. If a manual manufacturing process is required in the stator manufacturing process, the lead time of the product is increased, and the mass production effect is diminished, which affects the product cost. Another problem is that the product quality is likely to vary in the manual process.
そこで、本発明はこのような課題を解決するために、捻り加工を自動化することが可能なステータ製造方法又はステータ製造装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a stator manufacturing method or a stator manufacturing apparatus capable of automating twisting in order to solve such problems.
前記目的を達成するために、本発明の一態様によるステータ製造方法は、以下のような特徴を有する。 In order to achieve the above object, a stator manufacturing method according to an aspect of the present invention has the following characteristics.
(1)平角導体を用いて形成したセグメントをステータコアが有するスロットに挿入し、前記セグメントの先端を捻り加工し、ステータを製造するステータ製造方法において、動力線加工工程で、前記ステータコアのコイルエンドに突出するリード線部のうち前記ステータの外部と接続するための動力線となる動力線部を、前記ステータの外周側に曲げ、第1捻り工程で、前記リード線部のうち前記動力線部に隣接する接続線部を、第1捻り治具で保持して前記動力線部側の周方向に捻り、第2捻り工程で、前記第1捻り工程で捻り加工した前記接続線部と他のリード線部とを、第2捻り治具で保持して、前記第1捻り工程とは逆方向に捻ること、を特徴とする。 (1) In a stator manufacturing method for manufacturing a stator by inserting a segment formed using a rectangular conductor into a slot of a stator core, twisting the tip of the segment, and manufacturing the stator, in the power line processing step, the coil end of the stator core Of the protruding lead wire portion, a power line portion serving as a power wire for connecting to the outside of the stator is bent toward the outer peripheral side of the stator, and in the first twisting step, the power line portion of the lead wire portion is The adjacent connecting line portion is held by the first twisting jig and twisted in the circumferential direction on the power line portion side, and the connecting wire portion and other leads twisted in the first twisting step in the second twisting step The wire portion is held by a second twisting jig and twisted in a direction opposite to the first twisting step.
(2)(1)に記載のステータ製造方法において、前記第2捻り工程で用いる前記第2捻り治具には、先端に前記リード線部を保持するリード先端把持部を備え、前記接続線部を把持する接続線先端把持部は他の前記リード先端把持部よりも前記リード線部を保持する部分が長く形成されていること、を特徴とする。 (2) In the stator manufacturing method according to (1), the second twisting jig used in the second twisting step includes a lead tip gripping portion that holds the lead wire portion at a tip, and the connection wire portion The connecting wire tip gripping portion for gripping the lead wire is characterized in that a portion for holding the lead wire portion is formed longer than the other lead tip gripping portions.
(3)(1)又は(2)に記載のステータ製造方法において、前記第2捻り工程では、前記ステータコアの端面に近接して前記リード線部の捻り加工を補助するカフサが挿入され、前記カフサのうち、前記接続線部の前記周方向隣に配置される接続線支持カフサの高さが、他の前記カフサと比べて前記ステータコアの軸方向に高く設定されていること、を特徴とする。 (3) In the stator manufacturing method described in (1) or (2), in the second twisting step, a cuffer for assisting twisting of the lead wire portion is inserted in the vicinity of the end surface of the stator core, Among these, the height of the connection line support cuffs arranged next to the circumferential direction of the connection line part is set higher in the axial direction of the stator core than the other cuffs.
また、前記目的を達成するために、本発明の一態様によるステータ製造装置は、以下のような特徴を有する。 In order to achieve the above object, a stator manufacturing apparatus according to an aspect of the present invention has the following characteristics.
(4)ステータコアの有するスロットに挿入された平角導体よりなるセグメントの先端を捻り加工する捻り円環治具と、前記ステータコアの端面に沿って前記ステータコア外周方向から内周に向けて挿入され前記セグメントの先端の捻り加工を補助するカフサを備え、ステータを製造することを特徴とするステータ製造装置において、前記捻り円環治具の先端に、前工程で既に捻り加工された接続線部の先端を保持する接続線先端把持部と、前記接続線先端把持部より短く設定されたリード線部の先端を保持するリード先端把持部を有していること、を特徴とする。 (4) A twisted ring jig for twisting the tip of a segment made of a flat conductor inserted in a slot of the stator core, and the segment inserted from the outer periphery of the stator core toward the inner periphery along the end surface of the stator core In the stator manufacturing apparatus comprising a cuff for assisting the twisting of the tip of the stator and manufacturing the stator, the tip of the connecting line portion already twisted in the previous step is attached to the tip of the twisted ring jig. It has a connecting wire tip gripping portion to be held, and a lead tip gripping portion for holding the tip of the lead wire portion set shorter than the connecting wire tip gripping portion.
(5)(4)に記載のステータ製造装置において、前記カフサのうち、前記接続線部の捻り方向に隣接する接続線支持カフサの高さが、他の前記カフサに比べて前記ステータコアの軸方向に高く設定されていること、を特徴とする。 (5) In the stator manufacturing apparatus according to (4), among the cuffs, the height of the connection line support cuffs adjacent to the twist direction of the connection line part is higher than the other cuffs in the axial direction of the stator core. It is characterized by being set high.
このような特徴を有する本発明の一態様によるステータ製造方法により、以下のような作用、効果が得られる。 With the stator manufacturing method according to one aspect of the present invention having such characteristics, the following operations and effects can be obtained.
上記(1)に記載の態様では、まず、動力線加工工程で、ステータコアのコイルエンドに突出するリード線部のうちステータの外部と接続するための動力線となる動力線部を、ステータの外周側に曲げる。ステータコアのスロットに挿入されたセグメントは、捻られて接合された後に、外部と接続する動力線を必要とする。動力線から電力を供給されて、ステータは磁力を発生する構成となっている為である。したがって、このような動力線はステータコアのスロットの最外周に挿入されたセグメントの先端となるリード線部のうち、動力線として使用する動力線部が、ステータの外側に向けて曲げ加工されて接続される構成となっている。 In the aspect described in the above (1), first, in the power line machining step, the power line portion that becomes the power line for connecting to the outside of the stator among the lead wire portions protruding from the coil end of the stator core is arranged on the outer periphery of the stator. Bend to the side. The segments inserted into the slots of the stator core require power lines to be connected to the outside after being twisted and joined. This is because the stator is configured to generate a magnetic force when electric power is supplied from the power line. Therefore, such power lines are connected by bending the power line used as the power line out of the lead inserted at the outermost periphery of the stator core slot toward the outside of the stator. It becomes the composition which is done.
そして、次に、第1捻り工程で、リード線部のうち動力線部に隣接して配置される接続線部を、第1捻り治具で保持して動力線部側の周方向に捻る。動力線部はステータの外周側に曲げ加工されているので、動力線部のステータの軸方向上空には空間が存在することとなる。この空間を利用して、接続線部を捻り加工する。そして、次に、第2捻り工程で、第1捻り工程で捻り加工した接続線部と、他のリード線部とを、第2捻り治具で保持して第1捻り工程とは逆方向に捻る。この結果、接続線部は他のリード線部とは捻りピッチが1つだけ異なる構成となる。 Then, in the first twisting step, the connecting wire portion disposed adjacent to the power line portion among the lead wire portions is held by the first twisting jig and twisted in the circumferential direction on the power line portion side. Since the power line portion is bent on the outer peripheral side of the stator, a space exists in the axial direction of the stator of the power line portion in the axial direction. Using this space, the connecting wire portion is twisted. Then, in the second twisting step, the connecting wire portion twisted in the first twisting step and the other lead wire portion are held by the second twisting jig in the opposite direction to the first twisting step. twist. As a result, the connecting wire portion is different from the other lead wire portions in only one twist pitch.
ステータのスロットに挿入されたセグメントがコイルを形成する為には、隣り合うコイルと接続する為の接続部分を必要とする。従来は、この接続部分を別途曲げ加工する等の手間を要したが、第1捻り工程で曲げ戻しを行ったことにより、異なる捻りピッチのリード線部を第2捻り工程において、第2捻り治具によって構成することが可能となるため、接続線部分を別途加工する必要が無くなる。従来の手法では、既に捻られたリード線部を他のリード線部との干渉があるために手作業で曲げ加工する必要性があったが、本発明の手法であれば、ステータの製造工程を自動化することが可能となる。 In order for the segment inserted into the stator slot to form a coil, a connecting portion for connecting to an adjacent coil is required. Conventionally, it took time and labor to bend the connecting portion separately. However, by performing the bending back in the first twisting process, the second twisting process is performed in the second twisting process for the lead wire portions having different twisting pitches. Since it can be configured with tools, it is not necessary to separately process the connecting line portion. In the conventional method, there is a need to manually bend a lead wire portion that has already been twisted due to interference with other lead wire portions. However, according to the method of the present invention, the stator manufacturing process Can be automated.
また、上記(2)に記載の態様では、第2捻り治具のリード先端把持部のうち、接続線部を把持する接続線先端把持部を他のリード先端把持部よりも長くしている。このことで、接続線部の形状をコントロールすることが可能である。上記(3)に記載の態様では、接続線支持カフサの高さを他のカフサよりも高くしているが、このことも接続線部の形状のコントロールを目的としている。接続線部は動力線部がステータの外周側に曲げられた分、空間が出来て曲げ加工に自由度が得られる。接続線先端把持部又は接続線支持カフサの高さを変更することで、この空間を有効に利用して、接続線部の形状を決定することが可能となる。これは、他のリード先端部と接続線部との干渉を避けるために有効である。 Moreover, in the aspect described in the above (2), among the lead tip gripping portions of the second twisting jig, the connection wire tip gripping portion that grips the connection wire portion is made longer than the other lead tip gripping portions. This makes it possible to control the shape of the connection line portion. In the aspect described in the above (3), the height of the connection line support cuff is made higher than that of other cuffs, and this is also intended to control the shape of the connection line. The connecting line portion has a space corresponding to the bending of the power line portion toward the outer peripheral side of the stator, thereby providing a degree of freedom in bending. By changing the height of the connection line tip gripping part or the connection line support cuff, it is possible to effectively use this space to determine the shape of the connection line part. This is effective for avoiding interference between the other lead tip portion and the connecting wire portion.
また、このような特徴を有する本発明の一態様によるステータ製造装置により、以下のような作用、効果が得られる。 Moreover, the following operations and effects can be obtained by the stator manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention having such characteristics.
上記(4)に記載の態様は、捻り円環治具の先端に、前工程で既に捻り加工された接続線部の先端を保持する接続線先端把持部と、接続線先端把持部より短く設定されたリード線部の先端を保持する第2リード先端把持部を備えるステータ製造装置を用いることで、上記(2)に記載のステータ製造方法を実施可能であり、ステータの製造を自動化するにあたって、他のリード線部が捻られた部分との干渉を避けることを可能とする。 In the aspect described in (4) above, the connection wire tip gripping portion that holds the tip of the connection wire portion that has already been twisted in the previous process is set at the tip of the twisted ring jig, and shorter than the connection wire tip gripping portion. By using a stator manufacturing apparatus that includes a second lead tip gripping portion that holds the tip of the lead wire portion that has been made, the stator manufacturing method described in (2) above can be implemented, and in automating the stator manufacturing, It is possible to avoid interference with a portion where another lead wire portion is twisted.
また、上記(5)に記載の態様は、カフサのうち、接続線部の捻り方向に隣接する接続線支持カフサの高さが、他のカフサに比べてステータコアの軸方向に高く設定してあるので、(4)と同様に、ステータの製造を自動化するにあたって、他のリード線部が捻られた部分との干渉を避けることを可能とする。 In the aspect described in the above (5), the height of the connection line support cuffs adjacent to the twist direction of the connection line part is set higher in the axial direction of the stator core than the other cuffs. Therefore, as in (4), when automating the manufacture of the stator, it is possible to avoid interference with the portions where the other lead wire portions are twisted.
まず、本発明の第1の実施形態について、図面を用いて説明する。 First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、第1実施形態のステータ10の平面図を示す。図2に、ステータ10のコイルエンド部分リード側の拡大斜視図を示す。ステータ10は、ステータコア20とセグメントコイル30を有する。略円筒状の形状の電磁鋼板を積層してなるステータコア20には、内周側に突出する形に形成されるティース21と、隣り合うティース21の間に後述するセグメント31が納められるスロット22が設けられる構成となっている。
In FIG. 1, the top view of the
ティース21の数は48で、スロット22の数も同様に48用意されている。ステータコア20の外周側には、リブ23とボルト穴23aが設けられている。そして、これを利用してケース等を取り付け等ができる構成となっている。スロット22には、絶縁性を有するインシュレータ25が挿入される。インシュレータ25は、略コの字状の形状でスロット22に納められ、セグメントコイル30のスロット内導線部31bを包む状態とされて、セグメントコイル30とステータコア20との絶縁を確保する。後述する図7に示す状態が、インシュレータ25の最終的な形状であり、ステータコア20の内周側が折り畳まれてウェッジ紙33で押さえられた状態となる。
The number of
図3に、セグメント31の平面図を示す。平角導体Dを略U字状にエッジワイズ曲げ加工してセグメント31が形成されている。セグメント31はセグメントコイル30を構成する部品である。セグメント31は3つの部分からなり、ステータコア20のスロット22に挿入されるスロット内導線部31bと、ステータ10のリード側にステータコア20の端面より突出するリード先端部31aと、反リード部分31cを有する。便宜上、リード先端部31aは第1側リード部31aAと第2側リード部31aBと分けて呼ぶ。また、スロット内導線部31bは、第1側スロット内導線部31bAと第2側スロット内導線部31bBと分けて呼ぶ。又、反リード部分31cはクランク部31eと第1側斜辺部31dAと第2側斜辺部31dBとからなるものとする。なお、図3には示していないが第1側リード部31aA及び第2側リード部31aBの先端には、剥離加工されて後述する剥離部分31iが設けられる。
FIG. 3 shows a plan view of the
セグメント31は、図示しない整列機によって円環状に配置される。セグメント31を円環状に配置しステータコア20に挿入する前の状態のものを、円環状アシー32と称する。円環状アシー32が、ステータコア20のスロット22に挿入され、リード先端部31aが捻り加工された後に、溶接されてコイルを形成したものがセグメントコイル30である。セグメントコイル30を備えたステータコア20が、図1及び図2に示されるステータ10である。セグメントコイル30には外部接続端子40が接合される。外部接続端子40は車載される図示しない電池等と電気的に接続される機能を有している。
The
図4に、ステータ10の組み立て工程の概略を示す。図4(a)に、ステータコア20の斜視図を示す。図4(b)に、ステータコア20にインシュレータ25を備えた斜視図を示す。図4(c)に、セグメント31の斜視図を示す。図4(d)に、ステータコア20にセグメント31を挿入した様子を断面図に示す。図4(e)に、セグメント31を溶接した様子を断面図に示す。なお、図4に示している斜視図は説明の為に形状を簡略化している。図4(a)に示されるステータコア20に形成されるスロット22に、図4(b)に示すようにインシュレータ25を挿入した状態で、図4(c)に示すセグメント31を挿入する。
FIG. 4 shows an outline of the assembly process of the
この結果、図4(d)に示すような状態になる。すなわち、セグメント31がステータコア20の端部から一部突出し、第1側リード部31aA及び第2側リード部31aBが突出した状態になっている。そして、第1側リード部31aA及び第2側リード部31aBを捻り、図4(e)に示すように先端を溶接して溶接部31fを形成することで、ステータ10を形成する。なお、図4ではステータ10の形成過程について概念的に説明しているが、実際の組み付け工程では、セグメント31を円環状に配置する整列工程を必要とする。
As a result, the state shown in FIG. That is, the
図5に、ステータ10の組み立て加工工程のフロー図を示す。S1では、「平角導体の直線化及び切り出し」を行う。平角導体Dは図示しないボビンに巻かれているので、巻き出して癖取りを行った上で必要な長さに切り出す。S2では、「セグメント形成」を行う。平角導体Dをエッジワイズ曲げ加工し、更に図示しない型を用いてクランク部31eを作成し、略U字型のセグメント31を得る。S3では、「セグメント整列」を行う。セグメント31は、ステータコア20のスロット22に第1側スロット内導線部31bA又は第2側スロット内導線部31bBが10本収まるように、セグメント31のクランク部31eを組み合わせて円筒状に配置され、セグメントコイル30を形成する。
FIG. 5 shows a flowchart of the assembly process of the
S4では、「インシュレータ挿入」を行う。ステータコア20のスロット22には、ステータコア20とセグメントコイル30との絶縁を図る目的でインシュレータ25が、各スロット22に備えられる。この工程では、インシュレータ25をスロット22に挿入する。S5では、「セグメントコイル挿入」を行う。厳密にはセグメントコイル30となる前の状態である円環状アシー32をステータコア20に対して近接させ、リード先端部31aをインシュレータ25の備えられたスロット22に挿入する工程である。この工程を経て各スロット22には、スロット内導線部31bが10本挿入された状態となる。このスロット内導線部31bを便宜上、ステータコア20の内周側から第1層導線部31b1、第2層導線部31b2、第3層導線部31b3、第4層導線部31b4、第5層導線部31b5、第6層導線部31b6、第7層導線部31b7、第8層導線部31b8、第9層導線部31b9、第10層導線部31b10と称する。
In S4, “insulator insertion” is performed. An
S6では、「ウェッジ挿入」を行う。図6に、ステータコア20のスロット22にスロット内導線部31bが入った状態の断面図を示す。図7に、ステータコア20のスロット22にスロット内導線部31bが入った状態のスロット22部分の拡大断面図を示す。図7は図6に示すA部分の拡大図にあたる。スロット22に、セグメント31のスロット内導線部31bが10本挿入された状態で、ステータコア20の最内周側にウェッジ紙33を挿入する。ウェッジ紙33はティース21の先端にスロット22に突出するように設けられている凸部21aによって、突っ張ることで保持される。ウェッジ紙33は折り曲げられたインシュレータ25の先端を押さえる機能を有し、スロット22内の隙間を無くすスペーサー的な役割を果たしている。
In S6, “wedge insertion” is performed. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the in-
S7では、「捻り前形成」を行う。ステータコア20に挿入された円環状アシー32は、反リード側ではセグメント31の反リード部分31cが重なった状態となって、ステータコア20のコイルエンドに突出し、リード側ではセグメント31のリード先端部31aがステータコア20のコイルエンドに突出する状態となっている。この円環状アシー32のリード先端部31aの一部を動力線部31xとしてステータコア20の外周側に折り曲げ引き出す。次に、動力線部31xの隣にある接続線部31yを捻る。この工程については後述する。
In S7, “pre-twist formation” is performed. The annular assembly 32 inserted into the
S8では、「捻り形成」を行う。ステータコア20に挿入されたセグメントコイル30のリード先端部31aをステータコア20の径方向に捻り、隣り合うコイル同士で接続するような形状に変形させる。リード先端部31aの捻り方向は、図2に示すように径方向に隣り合うリード先端部31a同士が異なる方向に捻られる。S9では、「Tig溶接」を行う。図4(e)に示すように、隣り合うリード先端部31a同士を溶接することで、溶接部31fを形成する。この際に、図1に示す接続端子41も溶接する。S10では、「コイルエンド部絶縁処理」を行う。溶接部31fに絶縁被覆を施す工程であり、粉体塗装にて樹脂を用いて絶縁被覆する。また、セグメントコイル30にワニスを含浸させることで、ステータ10運用時に車のボディ等から伝えられる振動等でステータ10に対してセグメントコイル30が移動しないように固定を行う。
In S8, “twist formation” is performed. The
ステータ10は上記の流れで組み付けが行われる。次に、前述したS7の「捻り前形成」及びS8の「捻り工程」について詳しく説明する。この工程では、「動力線加工工程」、「前捻り工程」の2つの手順で、リード先端部31aの捻り前加工が行われる。その後、S8の「捻り工程」が行われる。
The
まずは、「動力線加工工程」について説明する。図8に、ステータコア20のスロット22にスロット内導線部31bが入った状態のスロット22の側面拡大断面図を示す。図8は、図6に示すBB断面にあたる。ステータコア20のスロット22に、円環状アシー32が挿入されると、図8に示すような状態となる。ステータ10のリード側のコイルエンドには、リード先端部31aが階段状に突出している。便宜上、リード先端部31aをステータコア20の内周側から、第1層先端部31a1、第2層先端部31a2、第3層先端部31a3、第4層先端部31a4、第5層先端部31a5、第6層先端部31a6、第7層先端部31a7、第8層先端部31a8、第9層先端部31a9、第10層先端部31a10と称する。
First, the “power line machining process” will be described. FIG. 8 is an enlarged side cross-sectional view of the
リード先端部31aのステータコア20端面からの長さは、第1層先端部31a1が一番短く、ステータコア20の外周側に行くに従って徐々に長く設定され、第10層先端部31a10が最も長くなるよう、階段状に設定されている。これは、リード先端部31aが捻り加工され溶接された際に、溶接部31fがステータ10の端面に放射状に配置されるために、ステータコア20の外周に配置されるものほど長くする必要があるためである。
The length of the
図9に、ステータ10のリード側を外周側から見た部分斜視図を示す。第10層先端部31a10のうち、長さの異なる一部のリード先端部31aを動力線部31xとする。ステータ10あたり3つ動力線部31xを設けている。動力線部31xとなる第10層先端部31a10は、図示しない治具を用いてステータコア20の外周側に向けて折り曲げ、更に動力線部31xの先端をステータコア20の軸方向に向けて折り曲げる。この結果、図9に示すように、動力線部31xはスロット22の上部からステータコア20の外周側に折り曲げられ、ステータコア20の外延部より立ち上げられてステータコア20の軸方向に突出する形状となる。図1にも示されるように動力線部31xは、ステータ10の外周側に向けて3カ所のリード先端部31aが曲げられて、外部接続端子40と接続されるよう設けられる。
FIG. 9 shows a partial perspective view of the lead side of the
次に、「前捻り工程」について説明する。「前捻り工程」は第1捻り工程に該当する。図10に、接続線部31yを第1捻り円環治具J10で保持した様子を側面断面図に示す。図11に、接続線部31yを第1捻り円環治具J10で捻った状況を側面断面図に示す。図10及び図11は、ステータ10の外周側側面からの様子を模式的に示しており、実際には円環状であるためにリード先端部31aのピッチは異なるのだが、ここでは等ピッチとなるように描かれている。接続線部31yは動力線部31xの隣に設けられる第10層先端部31a10である。接続線部31yは捻り加工された後に、接続線部31yとは別のスロット22に納められ、捻られた第9層先端部31a9とTig溶接される。第1実施形態のセグメントコイル30は、セグメント31が円筒状に配置されて籠状をなし、U1相、U2相、V1相、V2相、W1相、W2相を有する。このU1相とU2相、V1相とV2相、W1相とW2相とを接続するのが接続線部31yである。
Next, the “front twisting process” will be described. The “pre-twisting process” corresponds to the first twisting process. FIG. 10 is a side sectional view showing a state in which the connecting
次に、第1捻り円環治具J10について説明する。第1捻り円環治具J10は、円環状の幹部J11に先端保持部J12が備えられている。先端保持部J12は、リード先端部31aの先端が挿入可能な間隔に突起J13が2本備えられており、突起J13間にリード先端部31aを保持する保持部J14が備えられている。先端保持部J12は、幹部J11に3カ所設けられており、幹部J11がその軸を中心に回転すると共にステータコア20の軸方向に前進することで、リード先端部31aを捻る構成となっている。突起J13の長さは、前捻り加工を行った際に幹部J11がリード先端部31aの先端と干渉しない長さとなるように設定されている。
Next, the first twisted ring jig J10 will be described. The first twisted ring jig J10 is provided with a tip holding portion J12 on an annular trunk portion J11. The tip holding portion J12 is provided with two protrusions J13 at intervals where the tip of the
次に、ステータコア20の端面に沿って挿入されるカフサJ30について説明する。カフサJ30は、ステータコア20の径方向に所定ピッチで配置され、図示しない摺動溝を有する環状パレットJ35に保持されてなる。環状パレットJ35の中心にはステータコア20が配置されるので、カフサJ30はステータコア20の外周方向から内周に向けてステータコア20の端面に沿って挿入される。カフサJ30は一面がステータコア20の端面に接する底面J301であり、楕円を断片で切断した様な形状の断面を有している。底面J301に繋がるリード線支持面J32は、捻り加工されるリード先端部31aを支持する機能を有している。このカフサJ30がステータコア20の端面で沿ってティース21の上部に挿入された状況で、リード先端部31aが捻り加工される。
Next, the cuff member J30 inserted along the end surface of the
接続線部31yとなる第10層先端部31a10は、動力線部31xの隣に配置される第10層先端部31a10である。すなわち、動力線部31xの隣のスロット22に配置される第10層先端部31a10を接続線部31yとする。接続線部31yとする第10層先端部31a10は、他の第10層先端部31a10よりも若干短く設定されており、これを保持可能なように第1捻り円環治具J10の先端保持部J12が有する突起J13の長さが決定されている。この先端保持部J12によって、接続線部31yとなる第10層先端部31a10が保持され、図10に示すように第1捻り円環治具J10が動力線部31x側に回転することで、接続線部31yが捻り形成される。
The tenth layer front end portion 31a10 serving as the
次に、「捻り工程」について説明する。「捻り工程」は第2捻り工程に該当し、上述のS8に説明する工程である。図12に、リード先端部を第2捻り円環治具で保持した様子を側面断面図に示す。図13に、リード先端部を第2捻り円環治具で捻った状況を側面断面図に示す。図12及び図13についても、図10及び図11と同様に、リード先端部31aが等ピッチで示されている。まず、第2捻り円環治具J20について説明する。第2捻り円環治具J20は、複数の異なる径の円環状の治具よりなり、図12及び図13には最外周幹部J21が示されている。第1実施形態のステータ10は、図7に示すようにスロット22にスロット内導線部31bが10本入る構成となっている。従って、円環状の幹部が10層重なるように用意され、それぞれ異なる方向に回転可能に備えられている必要がある。そしてそれぞれの幹部の先端には先端保持部J22が複数整列され備えられている。
Next, the “twisting process” will be described. The “twisting process” corresponds to the second twisting process and is a process described in S8 described above. FIG. 12 is a side sectional view showing a state in which the lead tip is held by the second twisted ring jig. FIG. 13 is a side sectional view showing a state where the lead tip is twisted by the second twisted ring jig. Also in FIGS. 12 and 13, the
先端保持部J22は、一般線保持部J221と接続線保持部J222の2種類が用意され、接続線保持部J222は最外周幹部J21の先端に3カ所だけ設けられている。また、接続線保持部J222の隣はブランクJ223となっている。このブランクJ223は、動力線部31xの隣に位置に該当する。一般線保持部J221は隣り合う突起J231で1本のリード先端部31aの先端を保持するように形成されている。接続線保持部J222は2本の突起J232で接続線部31yの先端を保持するように形成されている。なお、最外周幹部J21には、一般線保持部J221の一部は突起J232と突起J231とでリード先端部31aの先端を保持する部分が設けられている。突起J232の長さは、図12に示すように、一般線保持部J221でリード先端部31aの先端を保持できるように最外周幹部J21を近接させたときに、既に捻られた接続線部31yの先端を他のリード先端部31aの先端よりも深く保持できるような長さに設定されている。
The tip holding part J22 is prepared in two types, a general line holding part J221 and a connection line holding part J222, and the connection line holding part J222 is provided at only three points at the tip of the outermost periphery trunk part J21. In addition, a blank J223 is adjacent to the connection line holding portion J222. This blank J223 corresponds to a position next to the
第2捻り円環治具J20は、カフサJ30が挿入された状況で、図12に示すように一般線保持部J221と接続線保持部J222でリード先端部31aを保持する位置までステータ10に近接し、一般線保持部J221でリード先端部31aを、接続線保持部J222で接続線部31yを保持する。この状態で、幹部をそれぞれ回転させ、最外周幹部J21は図13に示すように回転させ、リード先端部31aを捻り加工する。「前捻り工程」で接続線部31yは、図11に示すように、動力線部31xの上、すなわち1ピッチ分捻り加工しているので、リード先端部31aが3ピッチ分捻られる際に、接続線部31yは2ピッチ捻られる。
The second twisted ring jig J20 is close to the
動力線部31x及び接続線部31yが設けられるのは第10層先端部31a10であるので、第1層先端部31a1乃至第9層先端部31a9は、それぞれのスロット22から突出するリード先端部31aが同じ方向に同様に捻られる。そして、この後、S9でTig溶接が行われ、動力線部31xにもそれぞれW相接続端子41W、U相接続端子41U及びV相接続端子41Vが溶接される。端子台42に保持されるW相接続端子41W、U相接続端子41U及びV相接続端子41Vは、車載される電池等と電気的に接続される部分である。この後、S10で絶縁被覆が行われる。
Since the
第1実施形態のステータ10の製造方法は上記構成であるので、以下に説明する様な作用及び効果を奏する。
Since the manufacturing method of the
第1実施形態のステータ10の製造方法は、平角導体Dを用いて形成したセグメント31をステータコア20が有するスロット22に挿入し、セグメント31の先端を捻り加工し、ステータ10を製造するステータ製造方法において、動力線加工工程で、ステータコア20のコイルエンドに突出するリード先端部31aのうちステータ10の外部と接続するための動力線となる動力線部31xを、ステータ10の外周側に曲げる。そして、第1捻り工程で、リード先端部31aのうち動力線部31xに隣接するリード先端部31aを、第1捻り円環治具J10で保持して動力線部31x側の周方向に捻る。そして、第2捻り工程で、第1捻り工程で捻り加工した接続線部31yと、他のリード先端部31aとを、第2捻り円環治具J20で保持して第1捻り工程とは逆方向に捻る。
The
まず、動力線加工工程で、動力線部31xをステータコア20の外周側に折り曲げることで、動力線部31xとなった第10層先端部31a10と接続する第10層先端部31a10の延長線上となる部分に空きができる。この為、次の第1捻り工程で、この隙間に向かって接続線部31yとなる第10層先端部31a10を捻り加工することができる。この捻り加工を行うことで、次の第2捻り工程で、第10層先端部31a10及び捻られた接続線部31yを第1捻り工程とは逆方向に捻ることで、他の第10層先端部31a10は3ピッチ分捻った際に、接続線部31yとなる第10層先端部31a10は2ピッチ分捻った状態することができる。
First, in the power line processing step, the
このように、異なるピッチの捻り加工を第1捻り工程と第2捻り工程とによって形成することが可能となる。それぞれ第1捻り円環治具J10と第2捻り円環治具J20とをそれぞれ回転させることでこのような加工が可能となるので、手作業での加工を必要とせず、ステータ10の形成の自動化が可能となる。また、手作業で接続線部31yを曲げ形成する場合には、接続線部31yの曲げ加工を行った後に剥離部分31iを形成する必要がある。これは接続線部31yの先端位置の精度を向上させるために、曲げ加工した後に接続線部31yの先端を切り揃え、剥離部分31iを形成する必要があるからである。しかし、手作業工程を省くことでこうした手間も省くことが可能となる。ステータ10の製造を自動化することで、ステータ10を生産するリードタイムの大幅な短縮に繋がり、作業工程の削減にも繋がる。そして、結果的にステータ10のコストダウンに貢献することができる。
In this way, twisting with different pitches can be formed by the first twisting process and the second twisting process. Since such processing is possible by rotating the first twisted ring jig J10 and the second twisted ring jig J20, respectively, it is possible to form the
また、リード先端部31aと接続線部31yとを同時に、第2捻り円環治具J20によって捻ることが出来るため、捻り加工によるリード先端部31a及び接続線部31yの先端位置の精度を高めることが可能となる。リード先端部31aと接続線部31yの捻り後の先端位置精度は、後に行うTig溶接工程の歩留まりに影響するため、結果的にステータ10の製品コストの削減に貢献することが可能である。
In addition, since the
次に、本発明の第2の実施形態について、図面を用いて説明する。第2実施形態のステータ10の製造方法は、第1実施形態のステータ10の製造方法とほぼ同じである。ただし、第1捻り円環治具J10と第2捻り円環治具J20の構成が若干異なる。以下、異なる部分について説明を行う。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The manufacturing method of the
図14に、第2実施形態の、接続線部を第1捻り円環治具で保持した様子を側面断面図に示す。図15に、接続線部を第1捻り円環治具で捻った状況を側面断面図に示す。図16に、リード先端部を第2捻り円環治具で保持した様子を側面断面図に示す。図17に、リード先端部を第2捻り円環治具で捻った状況を側面断面図に示す。なお、図14乃至図17は説明のためいずれもリード先端部31aが等ピッチで示されている。第2実施形態の第2捻り円環治具J20は、接続線部31yを保持する接続線保持部J222の突起J232の長さが、第1実施形態の突起J232よりも長く設定されている。接続線保持部J222の突起J232は、一般線保持部J221の突起J231よりも長く設定されているが、これは、第1捻り工程で先に接続線部31yの捻り加工をすることで、ステータ10の軸方向の高さが低くなるのをカバーするためである。
FIG. 14 is a side cross-sectional view showing a state in which the connection line portion of the second embodiment is held by the first twisted ring jig. FIG. 15 is a side cross-sectional view showing a state where the connection line portion is twisted by the first twisted ring jig. FIG. 16 is a side sectional view showing a state in which the lead tip is held by the second twisted ring jig. FIG. 17 is a side sectional view showing a state where the lead tip is twisted by the second twisted ring jig. 14 to 17 show the
しかし、第2実施形態の突起J232を第1実施形態の突起J232よりも長く設定しているのは、図17に示すように接続線部31yの形状をコントロールするためである。また、第2実施形態のカフサJ30についても、第1実施形態のカフサJ30とは態様が異なり、接続線部31yの隣に挿入されるのはカフサJ30よりもステータ10の軸方向に高く設定されている接続線支持カフサJ31が挿入されている。このような治具を用いて、第2実施形態のステータコア20に挿入した円環状アシー32のリード先端部31aの捻り加工を行う。なお、第1捻り円環治具J10の突起J13についても、突起J232に合わせて長くすることが好ましい。
However, the reason why the protrusion J232 of the second embodiment is set longer than the protrusion J232 of the first embodiment is to control the shape of the
図18に、捻り加工後の接続線部31yの拡大側面断面図を示す。突起J232の長さを長くすることで、接続線部31yの先端部31y3の長さを長くすることが可能である。また、接続線支持カフサJ31を用いることで接続線部31yの根本部31y1の長さを長くすることが可能である。つまり、突起J232と接続線支持カフサJ31によって接続線部31yの形状を調整することが可能となっている。接続線部31yの隣には動力線部31xが存在するため、接続線部31yを挟むリード先端部31aの間には、平角導体Dが2本分の隙間が生じる。この隙間を活用して接続線部31yの形状を調整することが可能となる。
FIG. 18 is an enlarged side cross-sectional view of the connecting
接続線部31yは、図18に示す隙間xの範囲内に収まる必要があり、また捻り加工された後の接続線部31yの先端は、他の捻り加工されたリード先端部31aの先端と、ステータコア20の軸方向の高さが揃う必要がある。このため、根本部31y1や先端部31y3の長さを調整することで、中間部31y2の角度θが決定され、隣り合うリード先端部31aに干渉しないように接続線部31yを配置することが可能となる。また、接続線支持カフサJ31や突起J232の長さを調整することで、接続線部31yの高さの調整をすることも可能である。
The connecting
以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。例えば、ステータコア20のスロット22に納められるスロット内導線部31bの本数を変更することを妨げないし、セグメント31の形状を設計の要求に応じて変更することを妨げない。また、例示した第1捻り円環治具J10、第2捻り円環治具J20、カフサJ30等の治具の形状も、発明の趣旨を逸脱しない範囲での設計変更することを妨げない。
Although the invention has been described according to the present embodiment, the invention is not limited to the embodiment, and by appropriately changing a part of the configuration without departing from the spirit of the invention. It can also be implemented. For example, it does not prevent changing the number of in-
10 ステータ
20 ステータコア
21 ティース
22 スロット
25 インシュレータ
30 セグメントコイル
31 セグメント
31a リード先端部
31b スロット内導線部
31c 反リード部分
31e クランク部
31f 溶接部
31i 剥離部分
31x 動力線部
31y 接続線部
32 円環状アシー
33 ウェッジ紙
40 外部接続端子
41 接続端子
42 端子台
D 平角導体
J10 第1捻り円環治具
J20 第2捻り円環治具
J30 カフサ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
動力線加工工程で、
前記ステータコアのコイルエンドに突出するリード線部のうち前記ステータの外部と接続するための動力線となる動力線部を、前記ステータの外周側に曲げ、
第1捻り工程で、
前記リード線部のうち前記動力線部に隣接する接続線部を、第1捻り治具で保持して前記動力線部側の周方向に捻り、
第2捻り工程で、
前記第1捻り工程で捻り加工した前記接続線部と他のリード線部とを、第2捻り治具で保持して、前記第1捻り工程とは逆方向に捻ること、
を特徴とするステータ製造方法。 In a stator manufacturing method for manufacturing a stator by inserting a segment formed using a flat conductor into a slot of a stator core, twisting the tip of the segment,
In the power line processing process,
Bending a power line portion serving as a power line for connecting to the outside of the stator among lead wire portions protruding from the coil end of the stator core to the outer peripheral side of the stator,
In the first twisting process,
Of the lead wire part, the connecting line part adjacent to the power line part is held by the first twisting jig and twisted in the circumferential direction on the power line part side,
In the second twisting process,
Holding the connecting wire portion and other lead wire portions twisted in the first twisting step with a second twisting jig, and twisting in the opposite direction to the first twisting step;
The stator manufacturing method characterized by these.
前記第2捻り工程で用いる前記第2捻り治具には、先端に前記リード線部を保持するリード先端把持部を備え、前記接続線部を把持する接続線先端把持部は他の前記リード先端把持部よりも前記リード線部を保持する部分が長く形成されていること、
を特徴とするステータ製造方法。 The stator manufacturing method according to claim 1,
The second twisting jig used in the second twisting step includes a lead tip gripping portion that holds the lead wire portion at the tip, and the connection wire tip gripping portion that grips the connection wire portion is the other lead tip. The part that holds the lead wire part is formed longer than the grip part,
The stator manufacturing method characterized by these.
前記第2捻り工程では、前記ステータコアの端面に近接して前記リード線部の捻り加工を補助するカフサが挿入され、
前記カフサのうち、前記接続線部の前記周方向隣に配置される接続線支持カフサの高さが、他の前記カフサと比べて前記ステータコアの軸方向に高く設定されていること、
を特徴とするステータ製造方法。 In the stator manufacturing method according to claim 1 or 2,
In the second twisting step, a cuffer for assisting twisting of the lead wire portion is inserted in the vicinity of the end surface of the stator core,
Among the cuffs, the height of the connection line support cuffs arranged next to the circumferential direction of the connection line part is set higher in the axial direction of the stator core than the other cuffs,
The stator manufacturing method characterized by these.
前記捻り円環治具の先端に、前工程で既に捻り加工された接続線部の先端を保持する接続線先端把持部と、前記接続線先端把持部より短く設定されたリード線部の先端を保持するリード先端把持部を有していること、
を特徴とするステータ製造装置。 A twisted ring jig for twisting the tip of a segment made of a rectangular conductor inserted in a slot of the stator core, and the end of the segment inserted from the outer periphery of the stator core toward the inner periphery along the end surface of the stator core. In a stator manufacturing apparatus comprising a cuff to assist twisting and manufacturing a stator,
At the tip of the twisted ring jig, connect the tip of the connecting wire tip holding the tip of the connecting wire already twisted in the previous step, and the tip of the lead wire set shorter than the tip of the connecting wire tip Having a lead tip gripping part to hold,
A stator manufacturing apparatus.
前記カフサのうち、前記接続線部の捻り方向に隣接する接続線支持カフサの高さが、他の前記カフサに比べて前記ステータコアの軸方向に高く設定されていること、
を特徴とするステータ製造装置。 The stator manufacturing apparatus according to claim 4,
Among the cuffs, the height of the connection line support cuffs adjacent in the twisting direction of the connection line part is set higher in the axial direction of the stator core than the other cuffs,
A stator manufacturing apparatus.
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