JP2022030665A - 捻じり円環 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルを適切に捻じることができる捻じり円環を提供する。【解決手段】環状のステータコアの周上に設けられた複数のスロットにそれぞれ挿入された、直線状の複数のコイルを周方向に捻じるための捻じり円環２０であって、所定の間隔をあけて周方向に並んだ複数の爪部２１と、隣接する前記爪部の間に形成され、コイル導体の露出部１４ｂが挿入可能であるがコイル導体の被覆部１４ａは挿入不能である幅を有し、当該捻じり円環の中心軸に平行な方向に沿って直線状に延びた溝部２２と、前記爪部の先端に形成され、前記露出部が前記溝部に挿入され且つ前記被覆部が前記溝部から露出した状態で当該捻じり円環を前記ステータコアに接近させながら周方向に回転させている最中に前記被覆部の前記絶縁被膜の角部に係合する切欠部２３と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、捻じり円環に関する。

ステータコアに取り付けられた複数のコイルを、捻じり円環を用いて捻じる工程がある。このようなコイルは、ステータコアから突出した直線状の部位に、導体が絶縁被膜に被覆された被覆部と、被覆部よりも先端側にあり導体が露出した露出部とを有する。また、捻じり円環には、コイルの露出部が挿入される直線状の溝部が形成されており、露出部を溝部に挿入した状態で捻じり円環を回転させることにより、コイルの露出部を直線状に維持しつつ被覆部を捻じることができる（例えば特許文献１参照）。

特開２０１６－１３１４５３号公報

捻じり工程の最中にコイルの露出部が捻じり円環の溝部から抜け落ちるように滑り、被覆部側の露出部の一部も捻じられ、露出部での直線状の部分が想定よりも短くなる可能性がある。

本発明は、コイルを適切に捻じることができる捻じり円環を提供することを目的とする。

上記目的は、環状のステータコアの周上に設けられた複数のスロットにそれぞれ挿入された、直線状の複数のコイルを周方向に捻じるための捻じり円環であって、複数の前記コイルは、それぞれ、前記ステータコアから突出した直線状の部位に、導体が絶縁被膜に被覆された被覆部と、前記被覆部よりも先端側にあり前記導体が露出した露出部と、を含み、所定の間隔をあけて周方向に並んだ複数の爪部と、隣接する前記爪部の間に形成され、前記露出部が挿入可能であるが前記被覆部は挿入不能である幅を有し、当該捻じり円環の中心軸に平行な方向に沿って直線状に延びた溝部と、前記爪部の先端に形成され、前記露出部が前記溝部に挿入され且つ前記被覆部が前記溝部から露出した状態で当該捻じり円環を前記ステータコアに接近させながら周方向に回転させている最中に前記被覆部の前記絶縁被膜の角部に係合する切欠部と、を備えた捻じり円環によって達成できる。

本発明によれば、コイルを適切に捻じることができる捻じり円環を提供できる。

図１は、ステータのステータコアのスロットにセグメントコイルが挿入された状態を示す斜視図である。 図２は、セグメントコイルを捻じる捻じり円環の斜視図である。 図３は、セグメントコイルが捻り成形された後の状態を示す斜視図である。 図４Ａは、溝部に露出部を挿入した状態の図であり、図４Ｂは、被覆部が捻じられた状態の図である。 図５Ａは、捻じられる前の被覆部と露出部の境界付近の拡大図であり、図５Ｂは、捻じられた後の被覆部と露出部の境界付近の拡大図である。 図６Ａは、比較例の捻じり円環の図であり、図６Ｂは、図６Ａの拡大図である。

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する構成要素には同じ符号を付している。なお、各図における寸法関係は実際の寸法関係を反映するものではない。

実施の形態に係るステータの製造方法は、ステータコアのスロットにセグメントコイルを挿入する挿入工程、スロットに挿入されたセグメントコイルを円周方向に捻じる捻り工程、セグメントコイルの先端部同士が接触した状態で溶接を行う溶接工程、を含む。

［挿入工程］
図１を参照して、挿入工程について説明する。図１は、ステータ１０のステータコア１１のスロット１２にセグメントコイル１４が挿入された状態を示す斜視図である。図１に示すように、環状のステータコア１１には、周方向に所定の間隔でスロット１２が形成されている。スロット１２間には、ティース１３が設けられている。スロット１２には、セグメントコイル１４の被覆部１４ａがそれぞれ挿入されている。被覆部１４ａ間には、絶縁用の相間紙１５が配置されている。なお、本発明は、相間紙１５を設けない場合にも適用可能である。

なお、セグメントコイル１４としては、一対の被覆部１４ａが連結部（不図示）により連結されたものを用いることができる。セグメントコイル１４の表面は絶縁用のエナメルにより被覆されている。被覆部１４ａの連結部とは反対側の先端側にある露出部１４ｂはエナメルにより被覆されておらず、導線（導体）が露出している。複数のセグメントコイル１４の一部が互いに重ね合わされ、円環状に組み合わされた状態で、ステータコア１１の複数のスロット１２に挿入される。図１に示す例では、ステータコア１１には、４８箇所のスロット１２が設けられている。各スロット１２には、１０本の被覆部１４ａが挿入されている。

［捻り工程］
図２は、セグメントコイル１４を捻じる捻じり円環２０の斜視図である。捻じり円環２０の下端縁側には、円周上に並んだ複数の爪部２１と隣接する爪部２１の間に設けられた溝部２２とを有している。溝部２２は、一円周上に配置されたセグメントコイル１４の被覆部１４ａの本数に対応した数だけ設けられている。実施の形態では、４８箇所に溝部２２が形成されている。溝部２２は、捻じり円環２０の下端縁から上端縁側に捻じり円環２０の中心軸Ａに略平行に延びているが、上端縁までは延びていない。また、捻じり円環２０の周方向での溝部２２の幅は全て略同じであり、溝部２２の中心軸Ａに平行な長さも全て略同じである。即ち、これら複数の溝部２２は形状及び大きさがほぼ同じである。同様に複数の爪部２１も形状および大きさがほぼ同じである。尚、捻じり円環２０の周方向での爪部２１の幅は溝部２２の幅よりも大きいが、これに限定されない。また、捻じり円環２０は金属製であるがこれに限定されず合成樹脂製であってもよい。

捻じり円環２０の中心軸Ａとステータコア１１の中心軸を一致させた状態で溝部２２に一円周上のセグメントコイル１４の露出部１４ｂを挿入し、この状態で捻じり円環２０を回転させることにより、被覆部１４ａを捻じることができる。このような捻じり円環２０を、一円周上に並んだセグメントコイル１４の半径に対応した数だけ用意して、内周側から奇数番目のセグメントコイル１４の被覆部１４ａを時計回りに捻じり、内周側から偶数番目のセグメントコイル１４の被覆部１４ａは反時計回りに捻じる。これにより、スロット１２から突出している被覆部１４ａを捻り成形することができる。図３は、セグメントコイル１４が捻り成形された後の状態を示す斜視図である。

［溶接工程］
溶接工程では、ペアの露出部１４ｂ同士が接触した状態で、ＴＩＧ溶接が行われる。図示しない溶接電源から給電可能な一対の電極により、接触しているペアの露出部１４ｂを挟持して溶接が行われる。このようにして、ステータが製造される。このようにして製造されたステータは、例えば自動車等に搭載される電動発電機に用いることができる。

［捻じり円環の詳細］
図４Ａは、溝部２２に露出部１４ｂを挿入した状態の図である。尚、図４Ａでは、理解を容易にするために一つのセグメントコイル１４のみを示しているが、実際には全ての溝部２２にそれぞれ全てのセグメントコイル１４の露出部１４ｂが挿入されるが、被覆部１４ａは溝部２２から露出している。ここで、露出部１４ｂは被覆部１４ａよりも幅が狭く、これに対応するように捻じり円環２０の周方向での溝部２２の幅は、露出部１４ｂは挿入可能だが被覆部１４ａは挿入できない程度に設定されている。即ち溝部２２の幅は、露出部１４ｂの幅と略同じであるが被覆部１４ａよりは小さく形成されている。また、溝部２２の中心軸Ａに平行な方向での長さは、露出部１４ｂの長さと略同じであり、露出部１４ｂは挿入可能だが被覆部１４ａは挿入できない程度に設定されている。このような状態で捻じり円環２０をステータコア１１に接近させながら反時計回りに回転させると、露出部１４ｂが溝部２２内に保持された状態で被覆部１４ａを反時計回りに捻じることができる。図４Ｂは、被覆部１４ａが捻じられた状態の図である。尚、図４Ｂでも、理解を容易にするために一つのセグメントコイル１４のみを示している。図４Ｂに示すように、露出部１４ｂを略直線状に維持したまま被覆部１４ａを捻じることができる。

図５Ａは、捻じられる前の被覆部１４ａと露出部１４ｂの境界付近の拡大図である。図５Ａに示すように被覆部１４ａと露出部１４ｂとの境界付近の爪部２１の先端部には、切欠部２３が形成されている。切欠部２３は、露出部１４ｂに対して捻じり円環２０が回転される方向とは逆側に設けられている。切欠部２３は、略三角形状に形成されている。図５Ｂは、捻じられた後の被覆部１４ａと露出部１４ｂの境界付近の拡大図である。被覆部１４ａの絶縁被膜の角部が切欠部２３に係合している。実際には、被覆部１４ａが捻じられている最中に被覆部１４ａの絶縁被膜の角部が切欠部２３に係合する。この係合により溝部２２内での露出部１４ｂの位置が規定され、捻じり円環２０を更に反時計回りに回転させても溝部２２内での露出部１４ｂの位置ずれを抑制できる。

尚、被覆部１４ａの絶縁被膜の角部とは、被覆部１４ａが直線状に延びた状態において、絶縁被膜の外側面と、露出部１４ｂの導体を露出するために切断された切断面である露出部１４ｂ側の端面との間によって画定される角部である。また、爪部２１の先端部に形成される切欠部２３は、捻じり工程における被覆部１４ａの角部の軌跡上に設けることが好ましい。即ち、切欠部２３は、係合する被覆部１４ａに対して被覆部１４ａを捻じる方向とは逆側の爪部２１に形成する必要がある。

［比較例］
次に比較例を用いて説明する。図６Ａは、比較例の捻じり円環２０ｘの図である。図６Ａでは、捻じり円環２０ｘによる捻じり工程の最中を示している。図６Ｂは、図６Ａの拡大図である。図６Ａ及び図６Ｂに示すように爪部２１ｘの先端には、本実施の形態とは異なり、爪部２１ｘの先端部に切欠部２３は形成されていない。このため、捻じり工程の最中に被覆部１４ａの角部が爪部２１ｘの先端部上をスライドし、露出部１４ｂが溝部２２内から滑り抜けるように位置がずれるおそれがある。これにより、被覆部１４ａ側の露出部１４ｂの一部までもが被覆部１４ａと共に捻じられ、露出部１４ｂの直線状の部位の長さが想定したものよりも短くなる可能性がある。これにより、捻じり工程後に実施される溶接工程において問題が生じる可能性がある。

これに対して本実施の形態では、上述したように溝部２２内での露出部１４ｂの位置ずれが抑制されるため、露出部１４ｂの直線状の部位の長さを所望の長さに維持しつつ被覆部１４ａを捻じることができる。これにより捻じり工程後の溶接工程でも問題が発生することを抑制できる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１１ ステータコア
１４ セグメントコイル
１４ａ 被覆部
１４ｂ 露出部
２０ 捻じり円環
２１ 爪部
２２ 溝部
２３ 切欠部

Claims (1)

1. 環状のステータコアの周上に設けられた複数のスロットにそれぞれ挿入された、直線状の複数のコイルを周方向に捻じるための捻じり円環であって、
   複数の前記コイルは、それぞれ、前記ステータコアから突出した直線状の部位に、導体が絶縁被膜に被覆された被覆部と、前記被覆部よりも先端側にあり前記導体が露出した露出部と、を含み、
   所定の間隔をあけて周方向に並んだ複数の爪部と、
   隣接する前記爪部の間に形成され、前記露出部が挿入可能であるが前記被覆部は挿入不能である幅を有し、当該捻じり円環の中心軸に平行な方向に沿って直線状に延びた溝部と、
   前記爪部の先端に形成され、前記露出部が前記溝部に挿入され且つ前記被覆部が前記溝部から露出した状態で当該捻じり円環を前記ステータコアに接近させながら周方向に回転させている最中に前記被覆部の前記絶縁被膜の角部に係合する切欠部と、を備えた捻じり円環。
   

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