TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
10個以上の画像は省略されています。
公開番号2021151018
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210927
出願番号2020046473
出願日20200317
発明の名称装置
出願人トヨタ自動車株式会社,株式会社デンソー
代理人個人
主分類H02K 15/085 20060101AFI20210830BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コイルをスロットに挿入する際のスロット紙の破損を抑制することができる装置を提供する。
【解決手段】本発明による装置は、内周にスロット紙が設けられるステータコアのスロットに、複数のコイルセグメントを有するコイルを挿入する。装置は、スロット内を通り抜け可能であり、複数のコイルセグメントをスロット内に導入するガイド部と、複数のコイルセグメントを介してガイド部をステータコアの軸方向に押し込む押し込み部とを備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項1】
内周にスロット紙が設けられるステータコアのスロットに、複数のコイルセグメントを有するコイルを挿入する装置であって、
前記スロット内を通り抜け可能であり、前記複数のコイルセグメントを前記スロット内に導入するガイド部と、
前記複数のコイルセグメントを介して前記ガイド部を前記ステータコアの軸方向に押し込む押し込み部と
を備える装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は装置に関し、特に内周にスロット紙が設けられるステータコアのスロットに、複数のコイルセグメントを有するコイルを挿入する装置に関する。
続きを表示(約 7,400 文字)【背景技術】
【0002】
一般的なステータが備えるステータコアは、スロットの内周に沿って設けられる絶縁性のスロット紙と、スロット紙を介してスロット内に固定されるコイルとを有する(特許文献1参照)。たとえばコイルをスロット内に挿入した後にスロット紙を発泡させることで、コイルとステータコアとの絶縁性を確保しながら、コイルをステータコアに固定する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2011−199921号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、このような方法においては、コイルがスロットに挿入されるとき、コイルがスロット紙に接触することで摩擦が生じ、スロット紙が破損する可能性がある。この場合、コイルとステータコアとの絶縁性が確保できず、また破損したスロット紙の破片が異物になるという問題があった。
【0005】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、コイルをスロットに挿入する際のスロット紙の破損を抑制することができる装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明による装置は、内周にスロット紙が設けられるステータコアのスロットに、複数のコイルセグメントを有するコイルを挿入する。前記装置は、前記スロット内を通り抜け可能であり、前記複数のコイルセグメントを前記スロット内に導入するガイド部と、前記複数のコイルセグメントを介して前記ガイド部を前記ステータコアの軸方向に押し込む押し込み部とを備える。
【0007】
本発明では、コイルをスロットに挿入する際に生じるスロット紙とコイルのコイルセグメントとの摩擦を低減するため、スロット紙の破損を抑制することができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明により、コイルをスロットに挿入する際のスロット紙の破損を抑制することができる装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本実施形態にかかるステータの一部を示す概略構成図である。
本実施形態にかかるスロット紙およびコイルが挿入されたスロット周辺の概略断面図である。
本実施形態にかかる装置の一部を示す概略断面図である。
本実施形態にかかる装置のコイル挿入工程の1ステップを示す概略断面図である。
本実施形態にかかる装置のコイル挿入工程の1ステップを示す概略断面図である。
本実施形態にかかる装置のコイル挿入工程の1ステップを示す概略断面図である。
本実施形態にかかる装置のコイル挿入工程の1ステップにより生成される状態を示す概略断面図である。
本実施形態にかかる装置のコイル挿入工程の1ステップを示す概略断面図である。
本実施形態にかかる装置のコイル挿入工程の1ステップにより生成される状態を示す概略断面図である。
本実施形態にかかる装置のコイル挿入工程の1ステップを示す概略断面図である。
本実施形態にかかる装置のコイル挿入工程の1ステップにより生成される状態を示す概略断面図である。
本実施形態にかかる装置のコイル挿入工程の1ステップを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。図1は、本実施形態にかかるステータ1の一部を示す概略構成図である。ステータ1は、モータおよびジェネレータ等の回転電機の固定子である。本図において、ステータ1の軸方向をZ軸方向とする。ステータ1は、ステータコア2と、スロット紙3と、コイル4とを備える。
【0011】
ステータコア2は、略円筒状の電磁鋼板がZ軸方向に積層された積層体である。ここでステータコア2の軸方向は、Z軸方向である。ステータコア2は、図1に示すように、円環状のヨーク20と、ティース22と、スロット24とを備える。
【0012】
ティース22は、ヨーク20の中心軸に向かって放射状に延在する。ティース22は先端部につば28を有する。つば28は、ヨーク20の周方向において隣りに配置されるティース22に向かって突出し、Z軸方向に延在する。
【0013】
スロット24は、ヨーク20の周方向で隣接する2つのティース22の間に形成される空間である。スロット24の内部には、スロット紙3およびコイル4が設けられる。
【0014】
スロット紙3は、絶縁性のシート状物である。スロット紙3は、一例として樹脂フィルムシート並びに樹脂フィルムシートおよび不織布等を重ね合わせた積層体等であってよい。本実施形態では、スロット紙3は、発泡性の樹脂フィルムシートであってよい。スロット紙3は、ステータコア2のスロット24の内周に沿ってスロット24内に挿入され、ステータコア2とコイル4とを絶縁する。本実施形態では、スロット紙3は、コイル4がスロット24内に挿入された後、発泡してコイル4をステータコア2に固定させる。
【0015】
コイル4は、ステータコア2のティース22に、スロット紙3を介して巻回されている。コイル4は、束状の複数のコイルセグメント40を有する。複数のコイルセグメント40は、ステータコア2の径方向に沿って一列に整列する。各コイルセグメント40は、一対の脚部と、一対の脚部の一端同士を連結する連結部とを含む略U字形状に形成され、一対の脚部の他端が各スロット24内に挿入される。コイル4は、各コイルセグメント40の一対の脚部の他端におけるスロット24から突出した部分をステータコア2の周方向に屈曲させて、対応する同相のコイルセグメント40同士を接合することにより形成される。なおコイルセグメント40の詳細については、後述で説明する。
【0016】
図2は、本実施形態にかかるスロット紙3およびコイル4が挿入されたスロット24周辺の概略断面図である。本図のX軸方向は、ステータコア2の径方向を示し、Y軸方向は、ステータコア2の周方向を示す。図2(a)は、Z−X面における断面図であり、図2(b)は、I−I面における切断断面図である。
図2(b)に示すように、スロット紙3は、スロット24の内周に沿うように、四隅が角ばった筒形状を有する。スロット紙3は、略コの字に成形したシートの両端部同士が互いに近づくように内側に折り曲げられ、折り曲げられた部分がステータコア2の中心軸から見て外側(つまり、本図の+X軸方向側)のスロット24の壁に隣接するように、スロット24内に配置される。しかしこれに代えて、スロット紙3は、ステータコア2の中心軸に向かって開口する略U字形状および略コの字形状等を有してもよい。
【0017】
図2(b)に示すように、コイル4のコイルセグメント40は、折り曲げられたスロット紙3によって形成される中空部分に挿入される。
コイル4は、ステータコア2の径方向(すなわち、X軸方向)における両側に設けられるコイルセグメント40である両側コイルセグメント42と、両側コイルセグメント42の間に設けられる複数のコイルセグメント40を含む中間コイルセグメント46とを有する。
【0018】
両側コイルセグメント42は、+X軸方向側の最外層(すなわち、ステータコア2の中心から見て外側)に設けられる外側コイルセグメント42aと、−X軸方向側の最外層(すなわち、ステータコア2の中心から見て内側)に設けられる内側コイルセグメント42bとを含む。
【0019】
図2(a)に示すように、コイル4が有する各コイルセグメント40の脚部の長さは、設けられる位置がステータコア2の中心から遠いほど、長くなるように設計される。すなわち、外側コイルセグメント42aの脚部は、コイル4の中で最も長く、内側コイルセグメント42bの脚部は、コイル4の中で最も短い。コイル4が有する複数のコイルセグメント40は、それぞれの+Z軸方向側の先端が互いに略面一になるように、そして−Z軸方向の先端が階段状に傾斜して並ぶようにスロット24内に配置される。
なお本図に示すように、両側コイルセグメント42の+Z軸方向側の先端は、スロット24の外側に向かって折り曲げられ、突出している。すなわち、外側コイルセグメント42aの+Z軸方向側の先端は、+X軸方向に突出し、内側コイルセグメント42bの+Z軸方向側の先端は、−X軸方向に突出している。これにより、両側コイルセグメント42は、ガイド部120がスロット24を通り抜けるときに、突出部分が後述するカフサ160に引っかかることで、所定位置に係止される。したがって、コイル4の挿入工程をより容易にする。
【0020】
図3は、本実施形態にかかる装置100の一部を示す概略断面図である。装置100は、内周にスロット紙3が設けられるステータコア2のスロット24に、複数のコイルセグメント40を有するコイル4を挿入する。挿入方向は、本図の−Z軸方向である。装置100は、ガイド部120と、押し込み部140とを備える。
【0021】
(ガイド部120)
ガイド部120は、複数のコイルセグメント40を支持しながら、複数のコイルセグメント40をスロット24内に導入する。ガイド部120は、ステータコア2の軸方向に移動させることでスロット24内を通り抜けられるように設計される。すなわち、ガイド部120は、ステータコア2の周方向における長さ(つまり、本図のY軸方向の長さ)がスロット24よりも小さく、ステータコア2の径方向における長さ(つまり、本図のX軸方向の長さ)がスロット24よりも小さい。
本図では、ガイド部120は、全体として略矢印形状を有する。すなわちガイド部120は、先端が徐々に細くなる矢尻部分と、矢尻部分に連結する棒状の矢柄部分とを含む形状を有する。ここで、ガイド部120の中心軸(本図に示すD)は、Z軸方向(すなわち、ステータコア2の軸方向)に平行である。ガイド部120は、本体122と、両側導入部124と、中間導入部126とを有する。
【0022】
本体122は、ステータコア2の軸方向に直交する方向の長さ(つまり、径方向および周方向の長さであって、本図のX軸およびY軸方向の長さ)が、ステータコア2の軸方向における本体122の先端に向かって、徐々に小さくなるように形成される。これにより、ガイド部120とスロット紙3との摩擦を低減し、ガイド部120がスロット24内を通り抜けすることを容易にし、複数のコイルセグメント40のスロット24内への導入を容易にすることができる。本実施形態において、本体122は、断面視で略台形状を有する。しかし、これに代えて、本体122は、断面視で略三角形状を有してもよい。
【0023】
両側導入部124は、本体122および中間導入部126に接続され、本体122とともにガイド部120の矢尻部分を構成する。両側導入部124は、本体122に対して+Z軸方向に突出して形成される。両側導入部124は、両側コイルセグメント42を支持しながら、両側コイルセグメント42をスロット24内に導入する。両側導入部124は、外側コイルセグメント42aを導入する外側導入部124aと、内側コイルセグメント42bを導入する内側導入部124bとを含む。
【0024】
外側導入部124aは、載置部128と、突出部129とを含む。
載置部128は、外側コイルセグメント42aの先端と隣接するように、その上に外側コイルセグメント42aを載置させる。
突出部129は、外側導入部124aのX軸方向における一端に配置され、載置部128に対して本体122とは反対側(+Z軸方向)に突出する。突出部129の外周の面(本図では、−X軸方向側の面)は、ガイド部120をスロット24内に挿入し、通り抜けさせる際に、スロット紙3に隣接する面である。本実施形態ではこの外周の面は、本体122の外周の面に連続的に連結されるように、本体122に向かうほど中心軸Dに近づくように傾いて形成されてよい。これにより、ガイド部120とスロット紙3との摩擦を低減してガイド部120がスロット24内を通り抜けすることを容易にし、複数のコイルセグメント40のスロット24内への導入を容易にすることができる。
また、突出部129の内周の面(本図では、+X軸方向側の面)は、載置部128の端部と接続され、外側コイルセグメント42aと隣接する面である。本実施形態では、この内周の面は、本体122に向かうほど中心軸Dに近づくように傾斜して形成されてよい。これにより、載置部128に外側コイルセグメント42aを載置させた場合に、外側コイルセグメント42aが−Z軸方向の先端に向かうほど中心軸Dに近づくように傾けながら、外側コイルセグメント42aを支持することができる。したがって、外側コイルセグメント42aを斜めに傾けて導入することができ、コイルセグメント40のスロット24内への挿入時におけるスロット紙3とコイルセグメント40との摩擦をさらに低減させることができる。
【0025】
なお、本図に示すように、外側導入部124aおよび内側導入部124bは、中心軸Dの両側に配置され、中心軸Dに対してほぼ対称に形成される。したがって、内側導入部124bは、外側導入部124aと同様の構成および機能を有するため、説明を省略する。ただし、内側導入部124bは、外側導入部124aよりも、本体122に対してZ軸方向に突出して形成される。これにより、両側コイルセグメント42をスロット24内に挿入した場合に、外側コイルセグメント42aおよびこれより長さが短い内側コイルセグメント42bの−Z軸方向の先端が中間コイルセグメント46の−Z軸方向の先端とともに、階段状に傾斜して並ぶように配置されることができる。
【0026】
中間導入部126は、ガイド部120の中心軸D側に中心軸Dに沿って配置され、ガイド部120の矢柄部分を構成する。中間導入部126は、本体122および両側導入部124に接続され、本体122に対して+Z軸方向に突出して形成される。中間導入部126は、複数のコイルセグメント40のうち両側コイルセグメント42を除く中間コイルセグメント46を支持しながら、中間コイルセグメント46をスロット24内に導入する。
中間導入部126は、+Z軸方向側の端部に中間載置部127を含む。中間載置部127は、複数の中間コイルセグメント46の先端がそこに隣接するように、その上に複数の中間コイルセグメント46を並べて載置させる。中間載置部127の面は、ステータコア2の径方向外側(本図の−X軸方向)に向かって本体122に近づくように、−Z軸方向に傾斜して形成される。したがって、複数の中間コイルセグメント46がスロット24に挿入された場合、複数の中間コイルセグメント46の−Z軸方向の先端が両側コイルセグメント42の−Z軸方向の先端とともに、階段状に傾斜して並ぶように配置されることができる。
ここで中間導入部126は、両側導入部124よりも本体122に対して+Z方向に突出して形成される。これにより、両側コイルセグメント42をスロット24に導入し、挿入した後、両側コイルセグメント42の間に形成された空間に中間コイルセグメント46を導入し、挿入することができる。したがって、スロット24内への中間コイルセグメント46の挿入が容易となる。
【0027】
(押し込み部140)
押し込み部140は、複数のコイルセグメント40を介してガイド部120をステータコア2の軸方向(−Z軸方向)に押し込む。
押し込み部140は、両側押し込み部144と、中間押し込み部146とを有する。
【0028】
両側押し込み部144は、中間押し込み部146の両端に、中間押し込み部146よりも−Z軸方向に突出してそれぞれ設けられる。両側押し込み部144は、両側コイルセグメント42に当接し、両側コイルセグメント42を介してガイド部120を−Z軸方向に押し込む。
両側押し込み部144は、外側コイルセグメント42aに当接する外側押し込み部144aと、内側コイルセグメント42bに当接する内側押し込み部144bとを含む。
【0029】
外側押し込み部144aは、−Z軸方向側の先端が外側コイルセグメント42aの+Z軸方向側の先端に当接し、外側コイルセグメント42aを−Z軸方向に向かって押し込む。また外側押し込み部144aは、その内周の面(本図の+X軸方向側の面)が中間コイルセグメント46に隣接するように配置される。
なお、本図に示すように、外側押し込み部144aおよび内側押し込み部144bは、中心軸Dに対して対称に形成される。したがって内側押し込み部144bは、外側押し込み部144aと同様の構成および機能を有するため、説明を省略する。
【0030】
中間押し込み部146は、−Z軸方向側の端部が中間コイルセグメント46の+Z軸方向側の先端に当接し、中間コイルセグメント46を−Z軸方向に向かって押し込む。したがって、中間押し込み部146は、中間コイルセグメント46を介してガイド部120を−Z軸方向に向かって押し込む。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
治具
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
金型
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
電池
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
金型
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
装置
トヨタ自動車株式会社
装置
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
トヨタ自動車株式会社
車両
続きを見る