JP7203716B2 - Coil and coil manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、コイル及びコイルの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a coil and a method of manufacturing the coil.
従来、被巻回物に挿入又は巻回されるコイルの構成が知られている。これらのコイルでは、コイルの加工性向上やコスト低減を実現するための技術が種々提案されている。 Conventionally, the configuration of a coil that is inserted into or wound around an object to be wound is known. For these coils, various techniques have been proposed to improve the workability of the coil and reduce the cost.
例えば特許文献1には、複数のスロットを放射線状に備えるステータコアと、スロットに備えられた複数の導体セグメント(コイル)の端部を把持して捻り、他のコイルの端部と接合し、コイルが接合されることにより環状に整列してなるセグメント式ステータの構成が開示されている。特許文献1に記載の技術によれば、単純形状である直線状で長さの異なるコイルを用いることで、形状が単純化し、加工費を抑えることができる。また、コイルの長さをステータコアの外周側では長く、内周側では短くする事で、捻った後、接続相手のコイルの先端同士の位置が揃い、溶接不良を低減できるとされている。
For example, in
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、コイルとして角線を用いている。角線は、角型に形成する伸線工程や、角型に絶縁被膜を付ける工程等が必要となり、加工コストが高い。また、地域によっては角線を入手し難い場合があり、調達コストがかかる。このため、一般に角線は、丸線と比較して製造時のコストが高くなりやすい。さらに、ステータのコイルとして角線を用いた場合、角線は角部を有するので、コイルエンドを捩り曲げる際に曲げ方向によって曲げ易い方向と曲げ難い方向とが存在する。これにより、捩り曲げる際の曲げ方向に制約を受け、製造時の作業が煩雑になるおそれがある。
However, in the technique described in
そこで、本発明は、コストを削減しつつ製造時の作業性を向上したコイル及びこのコイルの製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a coil and a method of manufacturing the coil that can reduce costs and improve workability during manufacturing.
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明に係るコイル(例えば、第1実施形態におけるコイル3)は、被巻回物(例えば、第1実施形態におけるステータコア2)に挿入及び巻回され、少なくとも前記被巻回物に挿入される挿通部(例えば、第1実施形態における挿通部6)が被膜(例えば、第1実施形態における被膜29)で覆われたコイルであって、前記コイルの前記挿通部は、前記コイルの延在方向と直交する方向に面する第一面(例えば、第1実施形態における第一面26,31a,32a,33a,34a,35a)と、前記第一面に対向する第二面(例えば、第1実施形態における第二面27,31b,32b,33b,34b,35b)と、前記第一面及び前記第二面間を接続する曲面(例えば、第1実施形態における曲面28,31c,32c,33c,34c,35c)と、を有し、前記被巻回物には複数の前記挿通部が挿入され、複数の前記挿通部のうち前記第一面と前記第二面との離間寸法(例えば、第1実施形態における離間寸法h)が最も小さい挿通部における前記離間寸法は、前記コイルの前記延在方向から見て前記コイルと同じ断面積を有する円の半径寸法(例えば、第1実施形態における半径寸法R)以上となっており、前記離間寸法は、前記コイルが断面円形状から前記第一面、前記第二面及び前記曲面を有する形状に形成される際に前記被膜の伸び率が50%以下となるように設定されることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the coil according to the invention described in claim 1 (for example, the
また、請求項2に記載の発明に係るコイルは、前記被巻回物はステータコア(例えば、第1実施形態におけるステータコア2)であり、前記コイルは、前記ステータコアに設けられたスロット(例えば、第1実施形態におけるスロット20)に挿入され、前記コイルのうち前記スロットの外側に突出したコイルエンド(例えば、第1実施形態におけるコイルエンド7)は、曲げ及び捩りの少なくとも一方の加工が施されて塑性変形した状態で互いに接合されて、前記ステータコアに固定されていることを特徴としている。
Further, in the coil according to the invention of
また、請求項3に記載の発明に係るコイルは、前記コイルは、前記延在方向に沿う形状が直線状及びU字状のいずれか一方に形成され、前記スロットには、前記延在方向に沿う形状が同一となるように形成された複数の前記コイルが挿入されていることを特徴としている。
Further, in the coil according to the invention of
請求項4に記載の発明に係るコイルの製造方法は、上述のコイルの製造方法であって、断面円形状の丸線を準備する準備工程と、前記丸線のうち前記被巻回物より外側に突出するコイルエンドに対応する部分の前記被膜を剥離する剥離工程と、前記剥離工程の後、前記丸線のうち少なくとも前記挿通部に対応する部分を前記丸線の径方向に沿って潰すことにより前記第一面と前記第二面と前記曲面とを有する前記コイルを形成する圧潰工程と、を有することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a coil, which is the above-described method for manufacturing a coil, comprising: a preparation step of preparing a round wire having a circular cross section; a peeling step of peeling off the coating on the portion corresponding to the coil end protruding outward; and a crushing step of forming the coil having the first surface, the second surface, and the curved surface.
本発明の請求項1に記載のコイルによれば、被巻回物に挿入及び巻回されるとともに少なくとも一部が被膜で覆われ、コイルの延在方向から見たコイルの断面形状は、第一面と、第一面に対向する第二面と、第一面及び第二面間を接続する曲面と、を有する。これにより、コイルの断面は角部を有しないので、例えばコイルを捩り曲げる際、断面が角部を有する角型のコイルを捩り曲げる従来技術と比較して、角部への応力集中や座屈を防止できる。よって、曲げ方向による制約を受けることがないので、コイル装着時の作業性を向上できる。
第一面、第二面及び曲面は、例えば断面円形状の丸線を丸線の径方向の両側から潰すことにより形成できるので、丸線を用いてコイルを形成できる。これにより、角線と比較して加工し易く、かつ入手性の良い材料を用いることができるので、加工コストや調達コストを削減できる。また、丸線のまま使用する場合と比較して、例えば変形量を変更して第一面と第二面との離間寸法を変更することにより、例えばステータコア等の被巻回物のうちコイルが挿入される部分の形状に合わせてコイルを形成及び配置できる。よって、簡素な手法により被巻回物に対するコイルの占積率を向上できる。
したがって、コストを削減しつつ製造時の作業性を向上したコイルを提供できる。
第一面と第二面との離間寸法は、コイルの延在方向から見てコイルと同じ断面積を有する円の半径寸法以上となっている。これにより、例えば丸線を潰して第一面及び第二面を有するコイルを形成した場合、コイルの変形量が抑えられる。このため、丸線の外周部を覆う被膜の伸び率を抑え、被膜へのダメージを軽減できる。また、被膜の伸び率を抑えることにより、被膜の厚みを確保し、被膜を剥離し易くすることができる。よって、被膜の剥離作業において被膜残りを抑制し、剥離にかかる作業性を向上できる。
According to the coil of
The first surface, the second surface, and the curved surface can be formed, for example, by crushing a round wire having a circular cross section from both sides in the radial direction of the round wire, so that a coil can be formed using the round wire. As a result, it is possible to use materials that are easier to process and more readily available than square wires, so that processing costs and procurement costs can be reduced. In addition, compared to the case of using a round wire as it is, by changing the deformation amount and changing the distance between the first surface and the second surface, for example, the coil of the object to be wound, such as a stator core, can be changed. The coil can be formed and arranged to match the shape of the part into which it is inserted. Therefore, it is possible to improve the space factor of the coil with respect to the object to be wound by a simple technique.
Therefore, it is possible to provide a coil with reduced cost and improved workability during manufacturing.
The distance between the first surface and the second surface is greater than or equal to the radius of a circle having the same cross-sectional area as the coil when viewed from the direction in which the coil extends. Thereby, for example, when a round wire is crushed to form a coil having a first surface and a second surface, the amount of deformation of the coil can be suppressed. Therefore, the elongation rate of the coating covering the outer peripheral portion of the round wire can be suppressed, and the damage to the coating can be reduced. Also, by suppressing the elongation rate of the coating, the thickness of the coating can be secured and the coating can be easily peeled off. Therefore, it is possible to suppress the coating residue in the coating stripping operation, and improve the workability of stripping.
本発明の請求項2に記載のコイルによれば、被巻回物はステータコアであり、コイルは、ステータコアに設けられたスロットに挿入される。コイルのうちスロットの外側に突出したコイルエンドは、曲げ及び捩りの少なくとも一方の加工を施されて塑性変形した状態で接合されることによりステータコアに取り付けられる。これにより、コストを削減しつつ製造時の作業性を向上したコイルを用いたステータを形成できる。また、特にスロットに複数のコイルを挿入する際、丸線のままスロットに挿入する場合と比較してスロットに対するコイルの占積率を向上できる。これにより、ステータの大型化を抑制するとともにステータの性能を向上できる。また、スロットからステータの軸方向の外側に突出したコイルエンドを捩り曲げてステータに固定する際、コイルは角部を有しないので、容易に捩り曲げを行うことができる。よって、廉価でコイルの占積率が高いステータを容易に製造できる。
According to the coil of
本発明の請求項3に記載のコイルによれば、コイルは、延在方向に沿う形状が直線状及びU字状のいずれか一方に形成され、スロットには、延在方向に沿う形状が同一となるように形成された複数のコイルが挿入されている。このように、コイルは、直線状又はU字状に形成されて、同一形状のコイルがスロットに挿入されるので、ステータコアへのコイルの巻き回しを容易にできる。よって、作業を簡素化し、廉価で高性能なステータを製造できる。
According to the coil according to
本発明の請求項4に記載のコイルの製造方法によれば、コイルの製造方法は、準備工程と、剥離工程と、圧潰工程と、を有する。準備工程では、断面円形状の丸線を準備する。剥離工程では、丸線のうちコイルエンドに対応する部分の被膜を剥離する。圧潰工程では、剥離工程の後、丸線のうち少なくとも挿通部を丸線の径方向に沿って潰すことにより第一面と第二面と曲面とを有するコイルを形成する。
このように、準備工程と、剥離工程と、圧潰工程と、を経ることによりコイルが製造される。コイルは丸線から形成されるので、調達性の良い丸線を用いることにより、調達コストを削減できる。また、圧潰工程において簡素な手法により第一面、第二面及び曲面を有するコイルを形成できるので、加工コストを削減できる。また、圧潰工程で丸線を潰す前に丸線の被膜の剥離を行うので、被膜の剥離作業を容易に行うことができる。
したがって、コストを削減しつつ製造時の作業性を向上したコイルの製造方法を提供できる。
According to the method for manufacturing a coil according to
Thus, the coil is manufactured through the preparation process, the peeling process, and the crushing process. Since the coil is made of a round wire, procurement costs can be reduced by using a round wire that is easily procured. Moreover, since the coil having the first surface, the second surface and the curved surface can be formed by a simple technique in the crushing process, the processing cost can be reduced. In addition, since the film of the round wire is peeled off before the round wire is crushed in the crushing step, the work of peeling the film can be easily performed.
Therefore, it is possible to provide a coil manufacturing method that reduces costs and improves workability during manufacturing.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
(ステータ)
図1は、第1実施形態に係るステータ1の分解斜視図である。図1では、ステータ1の一部分を示している。
ステータ1は、例えば回転電機のステータ1として用いられる。ステータ1は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。以下の説明では、ステータ1における軸線Cに沿う方向を単に軸方向といい、軸線Cに直交する方向を径方向といい、軸線C周りの方向を周方向という場合がある。
ステータ1の径方向の内側には、不図示のロータがステータ1に対して軸線C回りに回転可能に配置されている。
ステータ1は、ステータコア2(請求項の被巻回物)と、コイル3と、を有する。
(First embodiment)
(stator)
FIG. 1 is an exploded perspective view of a
The
A rotor (not shown) is arranged radially inside the
The
(ステータコア)
ステータコア2は、複数の鋼板を軸線Cの軸方向に積層して形成される積層コアである。ステータコア2は、コア本体4と、ティース5と、スロット20と、を有する。
コア本体4は、軸線Cを中心とする環状に形成されている。
(stator core)
The
The
図2は、第1実施形態に係るスロット20及びスロット20に挿入されたコイル3を軸方向から見た拡大断面図である。
ティース5は、コア本体4の内周部から径方向内側に向かって突出している。ティース5は、周方向に間隔をあけて複数並んでいる。ティース5は、コア本体4と一体形成されている。ティース5は、軸方向から見て略T字状に形成されている。具体的に、ティース5は、径方向に延びるティース本体5aと、ティース本体5aの径方向内側端(先端)から周方向に延びる鍔部5bと、が一体成形されたものである。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the
The
スロット20は、周方向において隣り合うティース5同士の間に設けられている。スロット20は、周方向に複数設けられている。軸方向から見て、スロット20の断面形状は、径方向の内側から径方向の外側へ向かうにしたがい周方向に沿う幅寸法が増加する台形状に形成されている。これにより、ティース5の周方向に沿う幅寸法が径方向において一定となっている。
(コイル)
図3は、第1実施形態に係るコイル3の正面図である。図3は、スロット20に挿入される前の状態におけるコイル3を示している。
図1及び図3に示すように、コイル3は、スロット20に挿入される前の状態において、軸方向に沿う直線状に形成されている。ステータコア2のスロット20には、延在方向に沿う形状が同一形状に形成された直線状の複数のコイル3がそれぞれ挿入されている。コイル3は、スロット20内において径方向に並んで複数配置されている。コイル3がスロット20に挿入された状態で、コイル3は、スロット20内に配置される挿通部6と、スロット20から軸方向の外側に突出するコイルエンド7と、を有する。コイルエンド7は、ステータ1に対して軸方向の両側に突出している。
(coil)
FIG. 3 is a front view of the
As shown in FIGS. 1 and 3, the
図2及び図3に示すように、コイル3は、少なくとも挿通部6において外周部が被膜29で覆われた状態でスロット20に挿入されている。具体的に、本実施形態では、被膜29は、挿通部6の全体と、コイルエンド7における基端部の一部分と、を覆っている(図3参照)。被膜29は、挿通部6において隣接するコイル3同士の絶縁を確保している。図2に示すように、本実施形態において、コイル3は、単一のスロット20に対して5個挿入されている。具体的に、スロット20に挿入されるコイル3は、第一コイル31と、第二コイル32と、第三コイル33と、第四コイル34と、第五コイル35と、を有する。第一コイル31、第二コイル32、第三コイル33、第四コイル34及び第五コイル35は、挿通部6における軸方向から見た断面形状が互いに異なるとともに、軸方向から見た断面積が同一となるように形成されている。本実施形態において、第一コイル31、第二コイル32、第三コイル33、第四コイル34及び第五コイル35は、単一の導体セグメントにより構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3 , the
第一コイル31は、径方向においてスロット20の最外周部に配置されている。軸方向から見て、第一コイル31の挿通部6における断面は、第一面31aと、第二面31bと、2個の曲面31c,31cと、を有する長円形状に形成されている。具体的に、第一面31aは、径方向の外側に面している。第一面31aは、軸方向から見て、径方向と直交する面に平行な平面状に形成されている。第二面31bは、第一面31aに対向するとともに径方向の内側に面している。第二面31bは、第一面31aとほぼ平行な平面状に形成されている。2個の曲面31c,31cは、第一面31a及び第二面31bの周方向における両端部間をそれぞれ接続している。曲面31cは、軸方向から見て、周方向の外側に向かって凸となる半円形状に形成されている。
The
第二コイル32は、第一コイル31より径方向の内側に配置されている。第二コイル32は、第一コイル31に隣接して配置されている。軸方向から見て、第二コイル32の挿通部6における断面は、第一コイル31と同様に、第一面32aと、第二面32bと、2個の曲面32c,32cと、を有する長円形状に形成されている。すなわち、第二コイル32において、第一面32aは、径方向の外側に面している。第二面32bは、第一面32aと対向している。曲面32cは、第一面32a及び第二面32b間を接続している。
第二コイル32の挿通部6における周方向に沿う幅寸法は、第一コイル31の周方向に沿う幅寸法より小さい。第二コイル32の挿通部6のうち、第一面32aと第二面32bとの離間寸法(第一面32aと第二面32bとの間の径方向に沿う高さ寸法)は、第一コイル31における第一面31aと第二面31bとの離間寸法より大きい。
The
The width dimension along the circumferential direction of the
第三コイル33は、第二コイル32より径方向の内側に配置されている。第三コイル33は、第二コイル32に隣接して配置されている。軸方向から見て、第三コイル33の挿通部6における断面は、第一コイル31と同様に、第一面33aと、第二面33bと、2個の曲面33c,33cと、を有する長円形状に形成されている。すなわち、第三コイル33において、第一面33aは、径方向の外側に面している。第二面33bは、第一面33aと対向している。曲面33cは、第一面33a及び第二面33b間を接続している。
第三コイル33の挿通部6における周方向に沿う幅寸法は、第二コイル32の周方向に沿う幅寸法より小さい。第三コイル33の挿通部6のうち、第一面33aと第二面33bとの離間寸法は、第二コイル32における第一面32aと第二面32bとの離間寸法より大きい。
The
The width dimension along the circumferential direction of the
第四コイル34は、第三コイル33より径方向の内側に配置されている。第四コイル34は、第三コイル33に隣接して配置されている。軸方向から見て、第四コイル34の挿通部6における断面は、第一コイル31と同様に、第一面34aと、第二面34bと、2個の曲面34c,34cと、を有する長円形状に形成されている。すなわち、第四コイル34において、第一面34aは、径方向の外側に面している。第二面34bは、第一面34aと対向している。曲面34cは、第一面34a及び第二面34b間を接続している。
第四コイル34の挿通部6における周方向に沿う幅寸法は、第三コイル33の周方向に沿う幅寸法より小さい。第四コイル34の挿通部6のうち、第一面34aと第二面34bとの離間寸法は、第三コイル33における第一面33aと第二面33bとの離間寸法より大きい。
The
The circumferential width of the
第五コイル35は、第四コイル34より径方向の内側に配置されている。第五コイル35は、第四コイル34に隣接して配置されている。軸方向から見て、第五コイル35の挿通部6における断面は、第一コイル31と同様に、第一面35aと、第二面35bと、2個の曲面35c,35cと、を有する長円形状に形成されている。すなわち、第五コイル35において、第一面35aは、径方向の外側に面している。第二面35bは、第一面35aと対向している。曲面35cは、第一面35a及び第二面35b間を接続している。
第五コイル35の挿通部6における周方向に沿う幅寸法は、第四コイル34の周方向に沿う幅寸法より小さい。第五コイル35の挿通部6のうち、第一面35aと第二面35bとの離間寸法は、第四コイル34における第一面34aと第二面34bとの離間寸法より大きい。
The
The circumferential width of the
なお、以下の説明において、各コイル31,32,33,34,35の第一面31a,32a,33a,34a,35aをまとめて第一面26とし、各コイル31,32,33,34,35の第二面31b,32b,33b,34b,35bをまとめて第二面27とし、各コイル31,32,33,34,35の曲面31c,32c,33c,34c,35cをまとめて曲面28として説明することがある。
In the following description, the
図4は、図3のIV-IV線に沿う断面図である。図5は、図3のV-V線に沿う断面図である。
図3から図5に示すように、コイル3は、スロット20に挿入される前の状態において、断面円形状を有する丸線の一部を丸線の径方向の両側から挟んで潰すことにより形成されている。具体的に、コイル3は、図5に示すように、丸線のうち少なくとも挿通部6に対応する部分の断面が長円形状となるように潰されて形成されている。図4に示すように、本実施形態において、コイル3のうち、コイルエンド7に対応する部分の断面は円形状となっている。換言すれば、挿通部6の加工前(丸線を潰す前)における挿通部6の断面形状は、コイルエンド7の断面形状と同様の円形状である。
なお、コイル3は、挿通部6及びコイルエンド7を含むコイル3全体が丸線の径方向に潰されることにより、コイル3全体が断面長円形状を有するように形成されてもよい。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view along line VV of FIG.
As shown in FIGS. 3 to 5, the
Note that the
ここで、図4に示すように、コイルエンド7において、コイル3の断面における半径寸法(加工前の丸線の半径寸法)をRとする。このとき、挿通部6において、コイル3の断面における第一面26と第二面27との離間寸法h(図5参照)は、コイルエンド7におけるコイル3の半径寸法R以上となっている(h≧R)。換言すれば、挿通部6において、第一面26及び第二面27間の離間寸法hは、挿通部6におけるコイル3と同じ断面積を有する円の半径寸法R以上となっている。本実施形態において、図2に示すように、径方向の厚みが最も薄い第一コイル31における第一面31aと第二面31bとの離間寸法(径方向に沿う高さ寸法)は、丸線の半径R以上となっている。
Here, as shown in FIG. 4, at the
このように形成されたコイル3は、軸方向からスロット20に挿入された(図1参照)後、コイルエンド7がそれぞれ捩り曲げられた状態で互いに隣接される。隣接した所定の一対のコイルエンド7同士は、レーザー溶接により互いに接合される。具体的に、コイルエンド7は、軸方向の一方及び他方にそれぞれ位置する先端部において、被膜29が剥離されて導体セグメントが露出された露出部71(図3参照)を有し、露出部71同士がレーザー溶接により接合される。これにより、スロット20からのコイル3の抜けが抑制され、コイル3がステータコア2に固定される。
なお、一対のコイルエンド7は、例えばTIG溶接等、レーザー溶接以外の方法により互いに接合されてもよい。
The
The pair of coil ends 7 may be joined together by a method other than laser welding, such as TIG welding.
(コイルの製造方法)
次に、上述したコイル3の製造方法について説明する。
コイル3の製造方法は、準備工程と、剥離工程と、圧潰工程と、を有する。
図6は、コイル3の製造方法における準備工程及び剥離工程を示す説明図である。
準備工程では、まず、直線状かつ断面が円形状で、外表面を被膜29に覆われた丸線を準備する。
(Coil manufacturing method)
Next, a method for manufacturing the
The manufacturing method of the
6A and 6B are explanatory diagrams showing a preparation step and a peeling step in the method of manufacturing the
In the preparation step, first, a round wire having a linear shape, a circular cross section, and an outer surface covered with the
次に、剥離工程では、準備工程で準備された丸線のうちステータコア2より外側に突出するコイルエンド7に対応する部分の被膜29を剥離する。これにより、被膜29が剥離された部分に、導体セグメントが露出した露出部71が形成される。
Next, in the stripping step, the
図7は、コイル3の製造方法における圧潰工程を示す説明図である。
圧潰工程では、剥離工程の後、丸線のうち少なくとも挿通部6に対応する部分を丸線の径方向に沿って潰すことにより、第一面26と第二面27と曲面28とを有するコイル3を形成する。具体的に、圧潰工程では、一対のローラ13等を用いて丸線の径方向の両側から丸線を挟んで潰すことにより、挿通部6に対応する部分に第一面26と第二面27とを形成する。このとき、第一面26及び第二面27間の離間寸法hが加工前の丸線の半径寸法R以上となるように形成する。これにより、挿通部6に対応する部分の断面が長円形状に形成されたコイル3を形成する。また、圧潰工程では、一対のローラ13間の距離を変更することにより、第一面26と第二面27との間の離間寸法hが異なる複数種類のコイル3を形成してもよい。
FIG. 7 is an explanatory view showing the crushing step in the method of manufacturing the
In the crushing step, after the peeling step, a coil having a
このように、準備工程と、剥離工程と、圧潰工程と、を経ることにより、コイル3の製造が完了する。
なお、圧潰工程において、丸線の延在方向において挿通部6及びコイルエンド7を含む全体を挟んで潰すことによりコイル3を形成してもよい。すなわち、コイル3は、コイル3の延在方向に依らず断面形状が全て長円形状となるように形成されてもよい。
Thus, the manufacture of the
In the crushing step, the
(作用、効果)
次に、上述のコイル3及びコイル3の製造方法の作用、効果について説明する。
本実施形態のコイル3によれば、ステータコア2(請求項の被巻回物)に挿入及び巻回されるとともに少なくとも一部が被膜29で覆われ、コイル3の延在方向から見たコイル3の断面形状は、第一面26と、第一面26に対向する第二面27と、第一面26及び第二面27間を接続する曲面28と、を有する。これにより、コイル3の断面は角部を有しないので、例えばコイル3を捩り曲げる際、断面が角部を有する角型のコイル3を捩り曲げる従来技術と比較して、角部への応力集中や座屈を防止できる。よって、曲げ方向による制約を受けることがないので、コイル3装着時の作業性を向上できる。また、例えばコイルエンド7を含むコイル3全体が第一面26、第二面27及び曲面28を有するように形成された場合であっても、コイルエンド7は角部を有しないので、第一面26、第二面27及び曲面28が形成される範囲に依らず、捩り曲げの作業を容易に行うことができる。
第一面26、第二面27及び曲面28は、例えば断面円形状の丸線を丸線の径方向の両側から潰すことにより形成できるので、丸線を用いてコイル3を形成できる。これにより、角線と比較して加工し易く、かつ入手性の良い材料を用いることができるので、加工コストや調達コストを削減できる。また、丸線のまま使用する場合と比較して、例えば変形量を変更して第一面26と第二面27との離間寸法を変更することにより、例えばステータコア2等の被巻回物のうちコイル3が挿入される部分(本実施形態ではスロット20)の形状に合わせてコイル3を形成及び配置できる。よって、簡素な手法によりステータコア2に対するコイル3の占積率を向上できる。
したがって、コストを削減しつつ製造時の作業性を向上したコイル3を提供できる。
(action, effect)
Next, the operation and effects of the
According to the
The
Therefore, it is possible to provide the
第一面26と第二面27との離間寸法hは、コイル3の延在方向から見てコイル3と同じ断面積を有する円の半径寸法R以上となっている。これにより、例えば丸線を潰して第一面26及び第二面27を有するコイル3を形成した場合、コイル3の変形量が抑えられる。
A distance h between the
ここで、図8は、第1実施形態に係るコイル3の厚み(第一面26と第二面27との離間寸法)hと被膜29の伸び率CEとの関係を示すグラフGである。図8において、横軸は挿通部6におけるコイル3の第一面26と第二面27との離間寸法hを表し、縦軸は第一面26と第二面27との離間寸法hの大きさによる被膜29の伸び率CEを表している。縦軸の単位は%である。
図8に示すように、第一面26と第二面27との離間寸法hが小さいほど、被膜29の伸び率CEが増加する。第一面26と第二面27との離間寸法hが加工前の丸線の半径寸法Rと一致したとき、被膜29の伸び率CEは50%となる。すなわち、加工前の丸線の被膜29に対して50%伸長された状態となる。ここで、一般に、被膜29の伸び率CEが50%以下であれば、被膜29に亀裂が発生しない。その理由は、通常、丸線は、丸線の直径と同等の直径を有する芯材に丸線を巻き付ける、いわゆる自己径巻き付けで亀裂が発生せず、この自己径巻き付け時の伸び率が約50%とされているためである。
Here, FIG. 8 is a graph G showing the relationship between the thickness (the distance between the
As shown in FIG. 8, the smaller the distance h between the
第一面26と第二面27との離間寸法hが加工前の丸線の半径寸法R以上に形成された本実施形態のコイル3によれば、被膜29の伸び率CEを50%以下に抑えることができる。このため、丸線の外周部を覆う被膜29の伸び率CEを抑え、亀裂等の被膜29へのダメージを軽減できる。また、被膜29の伸び率CEを抑えることにより、被膜29の厚みを確保し、被膜29を剥離し易くすることができる。よって、被膜29の剥離作業において被膜29残りを抑制し、剥離にかかる作業性を向上できる。
According to the
コイル3は、ステータコア2に挿入される挿通部6を有し、挿通部6の加工前における延在方向から見た断面形状は円形状である。これにより、断面円形状の丸線を用いてコイル3の挿通部6を形成できるので、加工性及び入手性の良い材料からコイル3を形成できる。このため、角線の入手が困難な地域でも確実かつ廉価に材料を入手し、コイル3を製造できる。また、丸線を径方向の両側から潰すことによりコイル3を形成できるので、簡素な方法により容易にコイル3を製造できる。よって、調達コスト及び製造コストを削減し、低コスト化を実現したコイル3とすることができる。
The
本実施形態において、コイル3は、ステータコア2に設けられたスロット20に挿入される。コイル3のうちスロット20の外側に突出したコイルエンド7は、曲げ及び捩りの少なくとも一方の加工を施されて塑性変形した状態で接合されることによりステータコア2に取り付けられる。これにより、コストを削減しつつ製造時の作業性を向上したコイル3を用いたステータ1を形成できる。また、特にスロット20に複数のコイル3を挿入する際、丸線のままスロット20に挿入する場合と比較してスロット20に対するコイル3の占積率を向上できる。これにより、ステータ1の大型化を抑制するとともにステータ1の性能を向上できる。また、スロット20からステータ1の軸方向の外側に突出したコイルエンド7を捩り曲げてステータ1に固定する際、コイル3は角部を有しないので、容易に捩り曲げを行うことができる。よって、廉価でコイル3の占積率が高いステータ1を容易に製造できる。
In this embodiment, the
コイル3は、延在方向に沿う形状が直線状に形成され、スロット20には、延在方向に沿う形状が同一となるように形成された複数のコイル3が挿入されている。このように、コイル3は、直線状に形成されて、同一形状のコイル3がスロット20に挿入されるので、ステータコア2へのコイル3の巻き回しを容易にできる。よって、作業を簡素化し、廉価で高性能なステータ1を製造できる。
The
本実施形態のコイル3の製造方法によれば、コイル3の製造方法は、準備工程と、剥離工程と、圧潰工程と、を有する。準備工程では、断面円形状の丸線を準備する。剥離工程では、丸線のうちコイルエンド7に対応する部分の被膜29を剥離する。圧潰工程では、剥離工程の後、丸線のうち少なくとも挿通部6を丸線の径方向に沿って潰すことにより第一面26と第二面27と曲面28とを有するコイル3を形成する。
このように、準備工程と、剥離工程と、圧潰工程と、を経ることによりコイル3が製造される。コイル3は丸線から形成されるので、調達性の良い丸線を用いることにより、調達コストを削減できる。また、圧潰工程において簡素な手法により第一面26、第二面27及び曲面28を有するコイル3を形成できるので、加工コストを削減できる。また、圧潰工程で丸線を潰す前に丸線の被膜29の剥離を行うので、被膜29の剥離作業を容易に行うことができる。
したがって、コストを削減しつつ製造時の作業性を向上したコイル3の製造方法を提供できる。
According to the method for manufacturing the
Thus, the
Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing the
(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態について説明する。図9は、第2実施形態に係るコイル203の正面図である。本実施形態では、コイル3の延在方向に沿う形状がU字状に形成されている点において上述した実施形態と相違している。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment according to the invention will be described. FIG. 9 is a front view of the
本実施形態において、コイル203の延在方向に沿う形状は、U字状に形成されている。U字状のコイル203のうち、挿通部6に対応する部分の断面形状は、第1実施形態における直線状のコイル3の挿通部6における断面形状と同等に形成されている。すなわち、挿通部6における断面形状は、第一面26、第二面27及び曲面28を有する長円形状に形成されている。U字状のコイル203のうち、コイルエンド7に対応する部分の断面形状は、円形状である。軸方向の一方に設けられたコイルエンド7の一対の端部には、被膜29が剥離された露出部71が形成されている。
ステータコア2のスロット20には、延在方向に沿う形状がU字状に形成された複数のコイル203が挿入されている。
In this embodiment, the shape along the extending direction of the
A plurality of
本実施形態によれば、コイル203の一対の端部側をステータコア2側に向けた状態で、軸方向からスロット20にコイル203を挿入し、軸方向の一方に突出する露出部71同士を接合することにより、ステータコア2にコイル203を装着できる。これにより、軸方向の他方に突出するコイルエンド7(U字状の折返し部に相当する部分)を接合する必要がないので、ステータコア2へのコイル203の装着作業を容易にできる。
According to this embodiment, the
なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態において、コイル3は、径方向の内側にロータが配置されるインナロータ型のステータ1におけるステータコア2のスロット20に挿入されてステータコア2に装着される構成について説明したが、これに限らない。例えば、径方向の外側にロータが配置されるアウタロータ側のステータ1におけるステータコア2に装着される構成としてもよい。また、ステータコア2以外の被巻回物にコイル3が挿入又は巻回される構成としてもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
For example, in the present embodiment, the
圧潰工程において、プレスや金型による塑性加工等、ローラ13以外の方法により第一面26と第二面27とを形成してもよい。
In the crushing step, the
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with well-known components without departing from the scope of the present invention, and the above-described embodiments may be combined as appropriate.
1 ステータ
2 ステータコア(被巻回物)
3,203 コイル
6 挿通部
7 コイルエンド
20 スロット
26 第一面
27 第二面
28 曲面
29 被膜
h 離間寸法
R (円の)半径寸法
1
3, 203
Claims (4)
前記コイルの前記挿通部は、
前記コイルの延在方向と直交する方向に面する第一面と、
前記第一面に対向する第二面と、
前記第一面及び前記第二面間を接続する曲面と、
を有し、
前記被巻回物には複数の前記挿通部が挿入され、
複数の前記挿通部のうち前記第一面と前記第二面との離間寸法が最も小さい挿通部における前記離間寸法は、前記コイルの前記延在方向から見て前記コイルと同じ断面積を有する円の半径寸法以上となっており、
前記離間寸法は、前記コイルが断面円形状から前記第一面、前記第二面及び前記曲面を有する形状に形成される際に前記被膜の伸び率が50%以下となるように設定されることを特徴とするコイル。 A coil that is inserted and wound around an object to be wound, and at least an insertion portion that is inserted into the object to be wound is covered with a coating,
The insertion portion of the coil,
a first surface facing in a direction perpendicular to the extending direction of the coil;
a second surface facing the first surface;
a curved surface connecting the first surface and the second surface;
has
A plurality of the insertion portions are inserted into the object to be wound,
Among the plurality of insertion portions, the spacing dimension in the insertion portion having the smallest spacing dimension between the first surface and the second surface is a circle having the same cross-sectional area as the coil when viewed from the extending direction of the coil. is greater than or equal to the radius of
The spacing dimension is set so that the elongation rate of the coating is 50% or less when the coil is formed from a circular cross-sectional shape to a shape having the first surface, the second surface and the curved surface. A coil characterized by
前記コイルは、前記ステータコアに設けられたスロットに挿入され、
前記コイルのうち前記スロットの外側に突出したコイルエンドは、曲げ及び捩りの少なくとも一方の加工が施されて塑性変形した状態で互いに接合されて、前記ステータコアに固定されていることを特徴とする請求項1に記載のコイル。 The object to be wound is a stator core,
The coil is inserted into a slot provided in the stator core,
The coil ends of the coil protruding outside the slots are plastically deformed by at least one of bending and twisting, and are joined together and fixed to the stator core. Item 1. The coil according to item 1.
前記スロットには、前記延在方向に沿う形状が同一となるように形成された複数の前記コイルが挿入されていることを特徴とする請求項2に記載のコイル。 the coil is formed in either a linear shape or a U-shape along the extending direction;
3. The coil according to claim 2 , wherein a plurality of said coils formed so as to have the same shape along said extending direction are inserted into said slots.
断面円形状の丸線を準備する準備工程と、
前記丸線のうち前記被巻回物より外側に突出するコイルエンドに対応する部分の前記被膜を剥離する剥離工程と、
前記剥離工程の後、前記丸線のうち少なくとも前記挿通部に対応する部分を前記丸線の径方向に沿って潰すことにより前記第一面と前記第二面と前記曲面とを有する前記コイルを形成する圧潰工程と、
を有することを特徴とするコイルの製造方法。 A method for manufacturing the coil according to any one of claims 1 to 3 ,
a preparation step of preparing a round wire having a circular cross section;
a peeling step of peeling off the coating of a portion of the round wire corresponding to a coil end projecting outward from the object to be wound;
After the peeling step, the coil having the first surface, the second surface and the curved surface is formed by crushing at least a portion of the round wire corresponding to the insertion portion along the radial direction of the round wire. a crushing step to form;
A method of manufacturing a coil, comprising:
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