JP2010239798A - Armature for rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸方向に延びる複数のスロットが周方向に分散配置された円筒状のコアと、スロットに分布巻で巻装される複数相のコイルと、を有する回転電機用電機子に関する。 The present invention relates to an armature for a rotating electrical machine having a cylindrical core in which a plurality of slots extending in the axial direction are distributed in the circumferential direction, and a plurality of coils wound around the slots by distributed winding.
軸方向に延びる複数のスロットが周方向に分散配置された円筒状のコアと、スロットに分布巻で巻装される複数相のコイルと、を有する回転電機用電機子において、スロットに巻装されるコイルが、スロット内に配置される複数の辺部導体と、異なるスロット内に配置される辺部導体間をコアの軸方向両端部において周方向に接続する複数の端部導体と、を備えて構成されたものが既に知られている(例えば、下記の特許文献1を参照)。
An armature for a rotating electrical machine having a cylindrical core in which a plurality of slots extending in the axial direction are distributed in the circumferential direction and a multi-phase coil wound around the slots in a distributed winding manner. The coil includes a plurality of side conductors arranged in the slots and a plurality of end conductors connecting the side conductors arranged in different slots in the circumferential direction at both ends in the axial direction of the core. What has been configured is already known (see, for example,
特許文献1に記載された回転電機用電機子では、各スロット内に一本の辺部導体が配置されるとともに、異なるスロット内に配置される二本の辺部導体が、三種類の端部導体により適宜周方向に接続されてコイルが構成されている。この回転電機用電機子では、辺部導体をそれぞれスロット内に軸方向に挿入し、その後、コアの軸方向両端部において所定の端部導体により二つの辺部導体間を周方向に接続することができる。したがって、連続する一本の導体によりコイルの各ターンを構成する場合と比較して、スロットにコイルを巻装するのを容易化できるという利点がある。
In the armature for a rotating electrical machine described in
しかし、特許文献1に記載された回転電機用電機子では、長さの等しい辺部導体が、所定の周期で、コアの軸方向端面からの突出高さが周方向に段階的に変化するようにスロット内に配置されている。そして、一周期毎に、異なるスロット内に配置される二本の辺部導体が、コアの軸方向一方側において第一の端部導体によって周方向に接続され、軸方向他方側において前記第一の端部導体とはそれぞれ形状の異なる第二及び第三の端部導体によって周方向に接続されている。なお、各端部導体は平板状に形成されている。このような構成では、径方向外側から見た場合に、前記一周期毎に略三角形状の無駄な空間がコアの軸方向両側に生じることになる(特許文献1の図3を参照)。結果、その分だけ軸方向長さが拡大し、回転電機用電機子全体が大型化してしまうという問題があった。また、前記一周期毎に互いに異なる形状の三種類の端部導体を用いて複数の辺部導体を接続し、それを所定周期繰り返すことでコイルを構成するため、組み付け手順が複雑で製造性が良くないという問題があった。
However, in the armature for a rotating electrical machine described in
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、全体をコンパクトに構成することができるとともに、製造性に優れた回転電機用電機子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an armature for a rotating electrical machine that can be compactly configured as a whole and has excellent manufacturability.
この目的を達成するための、本発明に係る軸方向に延びる複数のスロットが周方向に分散配置された円筒状のコアと、前記スロットに分布巻で巻装される複数相のコイルと、を有し、前記コイルが、前記スロット内に配置される複数の辺部導体と、異なる前記スロット内に配置される前記辺部導体間を前記コアの軸方向両端部において周方向に接続する複数の端部導体と、を備えて構成された回転電機用電機子の特徴構成は、前記コアの少なくとも軸方向一方側における前記端部導体が、周方向の所定位置に軸方向の段差部を有する板状部材からなるとともに、前記段差部に対して周方向一方側の一方側部分が、周方向他方側の他方側部分に対して軸方向外側に位置する形状とされ、前記少なくとも軸方向一方側における複数の前記端部導体が、互いに隣接する前記端部導体間で前記一方側部分と前記他方側部分とが軸方向に重なる状態で周方向に配列されている点にある。 To achieve this object, a cylindrical core having a plurality of axially extending slots distributed in the circumferential direction according to the present invention, and a multi-phase coil wound around the slots in a distributed winding manner. A plurality of side conductors arranged in the slot, and a plurality of side conductors arranged in different slots are connected in the circumferential direction at both axial end portions of the core. The feature structure of the armature for a rotating electrical machine configured to include an end conductor is a plate in which the end conductor on at least one axial side of the core has an axial step portion at a predetermined position in the circumferential direction. And is formed in a shape in which one side portion on one side in the circumferential direction with respect to the stepped portion is positioned on the outer side in the axial direction with respect to the other side portion on the other side in the circumferential direction. A plurality of said end conductors , In that it is the one sequence in a state in which the side portion and the other side portion overlaps in the axial direction in the circumferential direction between the end conductors adjacent to each other.
なお、本願では、「軸方向」、「径方向」及び「周方向」の各方向は、円筒状のコアを基準として定めるものとする。このとき、コイルを構成する各導体についての各方向は、コイルがスロットに巻装された状態での方向として規定するものとする。
また、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
In the present application, the directions of “axial direction”, “radial direction”, and “circumferential direction” are determined based on a cylindrical core. At this time, each direction about each conductor which comprises a coil shall be prescribed | regulated as a direction in the state by which the coil was wound by the slot.
The “rotary electric machine” is used as a concept including a motor (electric motor), a generator (generator), and a motor / generator that performs both functions of the motor and the generator as necessary.
上記の構成では、複数の辺部導体をスロット内に軸方向に挿入した後でコアの軸方向両端部で複数の辺部導体と複数の端部導体とを接続することが可能であるので、スロットへのコイルの巻装が容易である。
また、上記の特徴構成によれば、コアに対して少なくとも軸方向一方側における複数の端部導体が周方向の所定位置に軸方向の段差部を有する板状部材からなり、これらが互いに隣接する端部導体間で一方側部分と他方側部分とが軸方向に重なる状態で周方向に配列されるので、少なくともコアの軸方向一方側において、軸方向長さを短く抑えることが可能となり、回転電機用電機子全体をコンパクトに構成することができる。
また、上記の特徴構成によれば、コアに対して軸方向一方側の複数の端部導体を、周方向全体に亘って環状に配置して一体化させた状態で辺部導体に組み付けることができるので、製造性が良好となる。
したがって、全体をコンパクトに構成することができるとともに、製造性に優れた回転電機用電機子を提供することができる。
In the above configuration, since it is possible to connect the plurality of side conductors and the plurality of end conductors at both axial ends of the core after inserting the plurality of side conductors in the axial direction into the slot, The coil can be easily wound around the slot.
Further, according to the above characteristic configuration, the plurality of end conductors at least on one side in the axial direction with respect to the core are composed of plate-like members having step portions in the axial direction at predetermined positions in the circumferential direction, and these are adjacent to each other. Since the one side part and the other side part are arranged in the circumferential direction between the end conductors in the axial direction, the axial length can be kept short at least on one side of the core in the axial direction. The entire armature for an electric machine can be configured compactly.
In addition, according to the above-described characteristic configuration, the plurality of end conductors on one side in the axial direction with respect to the core can be assembled to the side conductors in a state of being annularly arranged and integrated over the entire circumferential direction. Therefore, manufacturability is improved.
Therefore, the whole armature can be configured compactly, and an armature for a rotating electrical machine excellent in manufacturability can be provided.
ここで、前記端部導体は、接続された前記辺部導体に対して径方向一方側に配置され、それぞれの前記スロット内に複数本の前記辺部導体が径方向に並べて配置されるとともに、前記辺部導体における前記コアの軸方向端面からの突出高さが、径方向一方側の辺部導体から径方向他方側の辺部導体へ向かって順次高くなるように設定され、異なる前記スロット内に配置され、かつ、径方向で同じ位置に配置されるそれぞれの前記辺部導体が、同一の前記端部導体に接続されている構成とすると好適である。 Here, the end conductor is arranged on one side in the radial direction with respect to the connected side conductor, and a plurality of the side conductors are arranged in the radial direction in each of the slots, The protruding height of the side conductor from the axial end surface of the core is set so as to increase sequentially from the side conductor on one side in the radial direction to the side conductor on the other side in the radial direction. It is preferable that the side conductors arranged at the same position in the radial direction are connected to the same end conductor.
この構成によれば、それぞれのスロット内に複数本の辺部導体が径方向に並べて配置される場合に、径方向で同じ位置に配置される辺部導体どうしを、径方向一方側から径方向他方側に向かって、周方向に配列された複数の端部導体により順次接続することができる。なお、異なるスロット内において径方向で同じ位置に配置される辺部導体どうしを周方向に配列された複数の端部導体で接続するとともに、辺部導体におけるコアの軸方向他方側の端部を適切に接続することにより、コイルの1ターン分が構成される。したがって、上記の構成によれば、径方向に並べて配置される辺部導体の数に応じた複数層巻のコイルを構成することができる。 According to this configuration, when a plurality of side conductors are arranged in the radial direction in each slot, the side conductors arranged at the same position in the radial direction are arranged in the radial direction from one side in the radial direction. To the other side, a plurality of end conductors arranged in the circumferential direction can be sequentially connected. The side conductors arranged at the same position in the radial direction in different slots are connected by a plurality of end conductors arranged in the circumferential direction, and the end of the side conductor on the other side in the axial direction of the core is connected. By properly connecting, one turn of the coil is constructed. Therefore, according to said structure, the coil of the multi-layer winding according to the number of the side conductors arrange | positioned along with radial direction can be comprised.
また、それぞれの前記スロット内に複数本の前記辺部導体が径方向に並べて配置された構成において、前記端部導体は、前記スロット内で径方向他方側に配置された前記辺部導体に接続されるものほど、径方向幅が広くかつ軸方向幅が狭くなるように形成されている構成とすると好適である。 Further, in the configuration in which a plurality of the side conductors are arranged in the radial direction in each of the slots, the end conductor is connected to the side conductor arranged on the other radial side in the slot. It is preferable that the structure is formed such that the radial width is wider and the axial width is narrower.
この構成によれば、例えば全ての端部導体の径方向幅及び軸方向幅を、最も径方向一方側の辺部導体に接続される端部導体と同一とする場合と比較して、軸方向長さを短縮することができる。したがって、回転電機用電機子全体をよりコンパクトに構成することができる。 According to this configuration, for example, the radial width and the axial width of all the end conductors are axially compared with the case where the end conductors are connected to the side conductor on the most radial side. The length can be shortened. Therefore, the entire armature for a rotating electrical machine can be configured more compactly.
また、前記端部導体は、径方向一方側における端部の径方向位置を揃えて配置され、前記径方向幅に応じてそれぞれの前記端部導体の断面積が略同一となるように前記軸方向幅が設定されている構成とすると好適である。 Further, the end conductors are arranged so that the radial positions of the end portions on one side in the radial direction are aligned, and the shafts are arranged so that the cross-sectional areas of the end conductors are substantially the same according to the radial width. A configuration in which the direction width is set is preferable.
この構成によれば、各端部導体における電気抵抗値を略一定にすることができる。したがって、コイルにおいてジュール熱による発熱量が局所的に増大する等の不都合が生じるのを抑制することができる。 According to this configuration, the electric resistance value in each end conductor can be made substantially constant. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of inconvenience such as local increase in the amount of heat generated by Joule heat in the coil.
また、それぞれの前記スロット内にn本(nは2以上の自然数)の前記辺部導体が配置され、前記コアに対して軸方向他方側における前記端部導体は、いずれも周方向の所定位置に軸方向の段差部を有する板状部材からなるターン内接続導体、ターン間接続導体及び中性導体を有して構成されるとともに、当該軸方向他方側において、前記スロット内において径方向で内側又は外側からk番目(kは1以上n未満の全ての自然数)に配置された前記辺部導体のうちのいずれかと、(k+1)番目に配置された前記辺部導体のうちのいずれかとが、各相のコイルをなす前記ターン間接続導体で接続され、前記ターン間接続導体に接続されていない前記辺部導体どうしは、各相のコイルをなす前記ターン内接続導体でそれぞれ接続され、前記スロット内において径方向で内側又は外側からn番目に配置された前記辺部導体のうち、前記ターン間接続導体及び前記ターン内接続導体のいずれにも接続されていない各相のコイルをなす前記辺部導体が、前記中性導体に接続されている構成とすると好適である。 In addition, n (n is a natural number of 2 or more) side conductors are arranged in each of the slots, and the end conductors on the other side in the axial direction with respect to the core are all located at predetermined positions in the circumferential direction. The connecting member is formed of a plate-shaped member having a stepped portion in the axial direction, and has an in-turn connecting conductor, an inter-turn connecting conductor, and a neutral conductor. Or, any one of the side conductors arranged kth from the outside (k is an all natural number of 1 or more and less than n) and any of the side conductors arranged (k + 1) th, The side conductors that are connected by the inter-turn connecting conductor that forms a coil of each phase and are not connected to the inter-turn connecting conductor are respectively connected by the in-turn connecting conductor that forms a coil of each phase, and the slot conductor Among the side conductors arranged nth from the inside or outside in the radial direction in the inside of the cable, the sides forming a coil of each phase not connected to either the inter-turn connection conductor or the in-turn connection conductor The partial conductor is preferably connected to the neutral conductor.
この構成によれば、n層巻の波巻コイルを備えた回転電機用電機子を適切に構成することができる。また、コアに対して軸方向他方側では、それぞれ類似する形状を有するターン間接続導体、ターン内接続導体、及び中性導体により複数の辺部導体が接続されるため、同一ターン内の接続、ターン間の接続、及び中性点の接続を、類似する方法で行うことが可能となる。よって、コアの軸方向他方側における接続のための構造を単純化して、製造性を更に良好とすることができる。
また、これらのターン間接続導体、ターン内接続導体、及び中性導体は、コアに対して軸方向一方側における端部導体にも類似する形状を有して構成されるため、これらの導体を、互いに隣接する導体間で一方側部分と他方側部分とが軸方向に重なる状態で周方向に配列させることができる。よって、軸方向他方側においても軸方向一方側と同様に、軸方向長さを短く抑えることが可能となる。したがって、回転電機用電機子全体をより一層コンパクトに構成することができる。
According to this structure, the armature for rotary electric machines provided with the wave winding coil of n layer winding can be comprised appropriately. In addition, on the other side in the axial direction with respect to the core, a plurality of side conductors are connected by inter-turn connecting conductors, in-turn connecting conductors, and neutral conductors having similar shapes, respectively. Connections between turns and neutral points can be connected in a similar manner. Therefore, the structure for connection on the other side in the axial direction of the core can be simplified to further improve the manufacturability.
In addition, these inter-turn connection conductors, intra-turn connection conductors, and neutral conductors are configured to have shapes similar to the end conductors on one side in the axial direction with respect to the core. The one side portion and the other side portion can be arranged in the circumferential direction between adjacent conductors in the axial direction. Therefore, the axial length can be kept short on the other side in the axial direction as well as on the one side in the axial direction. Therefore, the entire armature for a rotating electrical machine can be configured more compactly.
このとき、前記ターン内接続導体及びこれに接続された二本の前記辺部導体が、一体的に形成されたU字型導体として構成されていると好適である。 At this time, it is preferable that the in-turn connecting conductor and the two side conductors connected thereto are configured as an integrally formed U-shaped conductor.
この構成によれば、軸方向他方側において、ターン内接続導体と二本の辺部導体とがすでに一体的に接続された状態となっているので、コアの軸方向他方側における辺部導体と端部導体との間の接続箇所の数を大幅に低減することができる。よって、製造性を更に良好なものとして、生産効率を向上させることができる。 According to this configuration, since the in-turn connecting conductor and the two side conductors are already integrally connected on the other side in the axial direction, the side conductors on the other side in the axial direction of the core The number of connection places between the end conductors can be greatly reduced. Therefore, it is possible to improve the production efficiency by further improving the manufacturability.
これまで説明してきた回転電機用電機子の構成において、前記端部導体は、それぞれ周方向中央部に前記段差部を有するとともに、当該段差部によるオフセット量が、前記板状部材の板厚に略等しい値に設定されている構成とすると好適である。 In the configuration of the armature for a rotating electrical machine described so far, each of the end conductors has the stepped portion at the center portion in the circumferential direction, and the offset amount by the stepped portion is substantially equal to the plate thickness of the plate-like member. A configuration in which the values are set to be equal is preferable.
この構成によれば、周方向に配置される複数の端部導体のうち、それぞれ互いに隣接する端部導体どうしが、一方側部分の略全体と他方側部分の略全体とが軸方向に近接して対向配置されることになる。よって、1ターン当たりのコイルエンド部の軸方向長さ(厚さ)を、端部導体をなす板状部材二枚分の厚さと同程度に抑えることができる。したがって、回転電機用電機子全体をよりコンパクトに構成することができる。 According to this configuration, among the plurality of end conductors arranged in the circumferential direction, the end conductors that are adjacent to each other are such that the substantially entire one side portion and the substantially entire other side portion are close to each other in the axial direction. Will be placed opposite each other. Therefore, the axial length (thickness) of the coil end portion per turn can be suppressed to the same level as the thickness of the two plate-like members forming the end conductor. Therefore, the entire armature for a rotating electrical machine can be configured more compactly.
また、前記端部導体の接続部位が、前記辺部導体の接続部位に対して、軸方向から嵌合可能な構造とされている構成とすると好適である。 In addition, it is preferable that the connection portion of the end conductor is configured to be fitted to the connection portion of the side conductor from the axial direction.
この構成によれば、複数の端部導体を周方向全体に亘って環状に配置した状態で、それぞれの端部導体と辺部導体とを軸方向に嵌合させて適切に接続することができる。 According to this configuration, the plurality of end conductors can be appropriately connected by fitting the end conductors and the side conductors in the axial direction in a state where the plurality of end conductors are annularly arranged over the entire circumferential direction. .
また、前記スロットは、径方向一方側に開口する開口部の周方向幅が、当該開口部よりも径方向他方側に位置するスロット内部の周方向幅よりも狭く形成されている構成とすると好適である。 Further, the slot preferably has a configuration in which the circumferential width of the opening that opens on one radial side is narrower than the circumferential width inside the slot that is located on the other radial side of the opening. It is.
これまで説明してきた回転電機用電機子は、スロットに巻装されるコイルが、複数の辺部導体と複数の端部導体とに分割可能に構成されている。よって、複数の辺部導体をスロット内に軸方向に挿入した後でコアの軸方向両端で複数の辺部導体と複数の端部導体とを接続することが可能であるので、本構成のように、コアが有するスロットが、径方向一方側に開口する開口部の周方向幅が、当該開口部よりも径方向他方側に位置するスロット内部の周方向幅よりも狭く形成された、いわゆるセミオープン型のスロットを有する回転電機用電機子に、本発明を特に有効に適用することができる。
また、上記の構成では、セミオープン型のスロットであるため、界磁により発生される磁束がコイルを構成する辺部導体の表面に到達する量を減少させることができる。よって、渦電流の発生を抑制して渦電流損を低減することができ、エネルギ効率を向上させことができる。
The armature for a rotating electrical machine described so far is configured such that a coil wound in a slot can be divided into a plurality of side conductors and a plurality of end conductors. Therefore, it is possible to connect a plurality of side conductors and a plurality of end conductors at both ends in the axial direction of the core after inserting the plurality of side conductors in the slot in the axial direction. Further, the slot of the core is formed so that the circumferential width of the opening that opens on one side in the radial direction is narrower than the circumferential width inside the slot that is located on the other side in the radial direction than the opening. The present invention can be applied particularly effectively to an armature for a rotating electrical machine having an open slot.
In the above configuration, since the slot is a semi-open type, the amount of magnetic flux generated by the field reaching the surface of the side conductor constituting the coil can be reduced. Therefore, generation | occurrence | production of an eddy current can be suppressed, an eddy current loss can be reduced, and energy efficiency can be improved.
また、互いに隣接する前記スロット間に位置し、軸方向に延びる複数のティースの周方向両側壁が、互いに平行に形成されている構成とすると好適である。 In addition, it is preferable that the circumferential side walls of the plurality of teeth positioned between the adjacent slots and extending in the axial direction are formed in parallel to each other.
この構成によれば、各ティースにおける径方向に直交する面の断面積が径方向全体に亘って略等しくなるので、各ティースを通過する、界磁により発生される磁界の磁束密度の大きさを径方向に略均一とすることができる。よって、各ティースにおいて磁気飽和が生じるまでの最大磁束密度を大きくして、回転電機のエネルギ効率を向上させることができる。 According to this configuration, the cross-sectional area of the surface perpendicular to the radial direction in each tooth is substantially equal over the entire radial direction, so the magnitude of the magnetic flux density of the magnetic field generated by the field passing through each tooth is reduced. It can be made substantially uniform in the radial direction. Therefore, the maximum magnetic flux density until magnetic saturation occurs in each tooth can be increased, and the energy efficiency of the rotating electrical machine can be improved.
また、各ティースの周方向両側壁が互いに平行に形成されている構成において、前記辺部導体は、断面形状が矩形状の線状導体からなり、それぞれの前記スロット内に複数本の前記辺部導体が径方向に並べて配置されるとともに、前記辺部導体は、径方向外側に配置されるものほど周方向幅が広くかつ径方向幅が狭くなるように形成されている構成とすると好適である。 Further, in the configuration in which both side walls in the circumferential direction of each tooth are formed in parallel to each other, the side conductor is a linear conductor having a rectangular cross section, and a plurality of the side parts are provided in each slot. It is preferable that the conductors are arranged side by side in the radial direction, and the side conductors are formed so that the circumferential width is wider and the radial width is narrower as the radial conductor is arranged outside. .
各ティースの周方向両側壁が互いに平行に形成されている場合には、各ティース間に形成されるスロットは、軸方向に直交する面での断面形状が、径方向内側ほど周方向幅が狭くかつ径方向外側ほど周方向幅が広い略台形状となる。この構成によれば、スロット内において径方向に複数本並べて配置される辺部導体の周方向幅を、スロット形状に合わせて径方向外側に配置されるものほど広くなるように形成することで、スロット内における空隙部分を減少させ、コイルの占積率を向上させることができる。
この場合において、各辺部導体の径方向幅を、径方向外側に配置されるものほど狭くなるように形成することで、コイル全体の径方向幅を狭くすることができ、コアの径方向幅を小さくすることができる。よって、回転電機全体の外径を一定としたままで、界磁としてのロータを大型化して出力を向上させることができる。更に、この構成では、各辺部導体の軸方向(通電方向に一致する)に直交する面の断面積を略等しくすることができる。よって、各辺部導体における電気抵抗値を略一定にすることができるので、コイルにおいてジュール熱による発熱量が局所的に増大する等の不都合が生じるのを抑制することができる。
なお、本発明においては、コイルが複数の辺部導体と複数の端部導体とに分割可能であるので、辺部導体の周方向幅及び径方向幅を、スロット内における径方向位置に応じて適宜変更することが容易である。よって、本発明に係る回転電機用電機子に採用可能な構成として、上記の構成が特に適している。
When both side walls in the circumferential direction of each tooth are formed parallel to each other, the slot formed between the teeth has a cross-sectional shape in a plane orthogonal to the axial direction, and the circumferential width is narrower toward the inner side in the radial direction. And it becomes a substantially trapezoid shape whose circumferential direction width | variety is wide toward the radial direction outer side. According to this configuration, by forming the circumferential width of the side conductors arranged side by side in the radial direction in the slot so as to be wider toward the outer side in the radial direction according to the slot shape, The gap portion in the slot can be reduced, and the space factor of the coil can be improved.
In this case, the radial width of the entire coil can be narrowed by forming the radial width of each side conductor so that the radial width of the side conductor is reduced, and the radial width of the core can be reduced. Can be reduced. Therefore, it is possible to increase the size of the rotor as the field and improve the output while keeping the outer diameter of the entire rotating electrical machine constant. Furthermore, in this configuration, the cross-sectional areas of the surfaces orthogonal to the axial direction (coincident with the energization direction) of each side conductor can be made substantially equal. Therefore, since the electric resistance value in each side conductor can be made substantially constant, it is possible to suppress the occurrence of inconveniences such as local increase in the amount of heat generated by Joule heat in the coil.
In the present invention, since the coil can be divided into a plurality of side conductors and a plurality of end conductors, the circumferential width and radial width of the side conductors are determined according to the radial position in the slot. It is easy to change appropriately. Therefore, the above configuration is particularly suitable as a configuration that can be employed in the armature for a rotating electrical machine according to the present invention.
また、これまで説明してきた回転電機用電機子は、複数の前記端部導体が、互いに隣接する前記端部導体間で前記一方側部分と前記他方側部分とが軸方向に重なる状態で周方向に配列されて一体化された状態で、複数の前記辺部導体に対して軸方向に接続されてなる構成とすると好適である。 Further, the armature for a rotating electrical machine described so far has a plurality of the end conductors in a circumferential direction in a state where the one side portion and the other side portion overlap in the axial direction between the end conductors adjacent to each other. It is preferable that the plurality of side conductors are connected in the axial direction in an integrated state.
各端部導体が周方向の所定位置に軸方向の段差部を有する板状部材からなり、これらが互いに隣接する端部導体間で一方側部分と他方側部分とが軸方向に重なる状態で周方向に配列されて順次接続される場合には、必然的に、周方向に配列される複数の端部導体のうちの少なくとも一つは、周方向一方側に隣接する端部導体の他方側部分と周方向他方側に隣接する端部導体の一方側部分との間の空間に径方向に挿入される必要がある。しかし、一つの端部導体に関して、周方向両側に隣接する二つの端部導体がそれぞれ対応する辺部導体と接続されている状態で、その間の前記空間に径方向に挿入して辺部導体と接続するのは、困難を伴う場合が多い。
上記の構成によれば、コアに対して軸方向一方側の複数の端部導体を、予め周方向全体に亘って一体化させた状態とすることで、当該一体化した状態の全ての端部導体について、それぞれ対応する辺部導体と軸方向に接続することが可能となるので、製造性を更に良好とすることができる。
Each end conductor is composed of a plate-like member having an axial step at a predetermined position in the circumferential direction, and the one side portion and the other side portion are overlapped in the axial direction between the adjacent end conductors. When arranged in the direction and sequentially connected, inevitably at least one of the plurality of end conductors arranged in the circumferential direction is the other side portion of the end conductor adjacent to one side in the circumferential direction. And one end portion of the end conductor adjacent to the other side in the circumferential direction needs to be inserted in the radial direction. However, with respect to one end conductor, in a state where two end conductors adjacent to both sides in the circumferential direction are connected to the corresponding side conductors, the side conductors are inserted into the space between them in the radial direction. Connecting is often difficult.
According to said structure, all the edge parts of the said integrated state are made into the state which integrated the some edge part conductor of the axial direction one side with respect to the core over the whole circumferential direction previously. Since the conductors can be connected to the corresponding side conductors in the axial direction, the manufacturability can be further improved.
上記のような、互いに隣接する前記端部導体が周方向に配列されて一体化された状態で複数の前記辺部導体に対して軸方向に接続されてなる回転電機用電機子の構成において、軸方向一方側における複数の前記端部導体が、互いに隣接する前記端部導体間で前記一方側部分と前記他方側部分とが軸方向に重なる状態で周方向に配列されて一体化された一方側コイル端ユニットを形成するとともに、前記一方側コイル端ユニットは、複数の前記端部導体が、それぞれの前記端部導体の少なくとも軸方向のいずれかの表面が樹脂で被覆された状態で樹脂モールドにより一体化されて構成されていると好適である。 In the configuration of the armature for a rotating electrical machine as described above, the end conductors adjacent to each other are arranged in the circumferential direction and integrated in the axial direction with respect to the plurality of side conductors. A plurality of the end conductors on one side in the axial direction are arranged and integrated in the circumferential direction with the one side portion and the other side portion overlapping in the axial direction between the end conductors adjacent to each other. A side coil end unit, and the one side coil end unit is formed of a resin mold in a state in which a plurality of the end conductors are coated with a resin on at least one axial surface of each end conductor. It is preferable that they are integrated and configured.
この構成によれば、一方側コイル端ユニットを形成することにより、それぞれの端部導体とそれぞれの辺部導体との接続を簡易化することができる。またその際、製造性に優れた樹脂モールドにより、一方側コイル端ユニットを適切に形成することができる。また、複数の端部導体を、それぞれの端部導体が少なくとも軸方向のいずれかの表面が電気的絶縁性の高い樹脂で被覆された状態で固定一体化することで、異なる相間での電気的絶縁性の確保が容易となる。 According to this configuration, by forming the one-side coil end unit, the connection between each end conductor and each side conductor can be simplified. At that time, the one-side coil end unit can be appropriately formed by a resin mold having excellent manufacturability. In addition, a plurality of end conductors can be electrically integrated between different phases by fixing and integrating each end conductor with at least one surface in the axial direction covered with a resin having high electrical insulation. It is easy to ensure insulation.
また、前記一方側コイル端ユニットは、径方向外側に突出する複数の径方向突出部を周方向に分散配置させた状態で更に一体的に備え、前記径方向突出部のそれぞれに、締結部材を軸方向に挿通可能な挿通孔が形成され、前記挿通孔を挿通する前記締結部材により、前記一方側コイル端ユニットと前記コアとが一体的に固定されている構成とすると好適である。 The one-side coil end unit further includes a plurality of radial protrusions protruding radially outward in a circumferentially distributed state, and a fastening member is provided in each of the radial protrusions. It is preferable that an insertion hole that can be inserted in the axial direction is formed, and the one-side coil end unit and the core are integrally fixed by the fastening member that is inserted through the insertion hole.
この構成によれば、径方向突出部に形成される挿通孔にボルト等の締結部材を軸方向に挿通して、一方側コイル端ユニットとコアとを固定一体化するのが容易となる。この場合において、一方側コイル端ユニットとコアとは、他の部材とは無関係にこれらの間だけで固定一体化された構成であっても良く、また、例えば更に回転電機を収容するケース等も含めて固定一体化された構成であっても良い。 According to this configuration, it is easy to fix and integrate the one-side coil end unit and the core by inserting a fastening member such as a bolt in the axial direction through the insertion hole formed in the radial protrusion. In this case, the one-side coil end unit and the core may be configured to be fixed and integrated only between them regardless of other members, and for example, a case for accommodating a rotating electric machine, etc. It may be a configuration that is fixed and integrated.
〔第一の実施形態〕
本発明に係る回転電機用電機子の第一の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態においては、本発明に係る回転電機用電機子を、回転電機1のステータ2に適用した場合を例として説明する。図1は、本実施形態に係る回転電機1の全体構成を示す断面図であり、図2及び図3は、本実施形態に係るステータ2の全体構成を示す斜視図である。本実施形態に係るステータ2が備えるコイル19は、複数の辺部導体21と複数の端部導体31とに分割可能に構成されている。そして、このようなコイル19を備えるステータ2は、全体をコンパクトに構成するとともにその製造性を良好なものとすることを可能とするべく、軸方向一方側の端部導体31が周方向の所定位置に段差部35を有するとともに、複数の端部導体31が周方向に配列されている点に特徴を有する。以下、この回転電機1の各部の構成について詳細に説明する。
[First embodiment]
A first embodiment of an armature for a rotating electrical machine according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the case where the armature for a rotating electrical machine according to the present invention is applied to the
1.回転電機の全体構成
図1に示すように、回転電機1は、ステータ2、ロータ3、及びケース5を備えている。ステータ2はコイル19を備えており、当該コイル19に電流を流すことで磁界を発生させることができる。本実施形態においては、このステータ2が本発明における「回転電機用電機子」に相当する。ステータ2は、ケース5の内周面に固定されている。ステータ2の構成については後に詳細に説明する。また、ステータ2の径方向内側には、永久磁石(不図示)を備えた界磁としてのロータ3が、ロータ軸4を回転軸としてステータ2に対して相対回転可能に支持されて配置されている。すなわち、本実施形態における回転電機1は、電機子としてのステータ2を備えたインナーロータ型の回転電機とされている。ケース5は、軸方向一方側に端壁5aが設けられた円筒形状に形成されている。ケース5は軸方向他方側に開口しており、当該開口を塞ぐようにケース5にカバー6が取り付けられている。そして、ケース5の端壁5a及びカバー6の径方向中央部に軸受7が設けられており、ロータ3及びロータ軸4は軸受7を介してケース5及びカバー6に対して回転可能に支持されている。
1. Overall Configuration of Rotating Electric Machine As shown in FIG. 1, the rotating
2.ステータの構成
図2及び図3に示すように、ステータ2は、ステータコア11及びコイル19を備えている。ステータコア11は、複数枚の円環板状の電磁鋼板を積層して構成されており、略円筒形状に形成されている。ステータコア11の内周面には、その軸方向に延びる複数のスロット12が、周方向に分散配置されて所定の周方向間隔で設けられている。本実施形態においては、このステータコア11が本発明における「コア」に相当する。各スロット12は、軸方向に直交する面における断面が互いに同じ断面形状であって、所定の幅及び深さを有している。本実施形態においては、ステータコア11には、その全周で計48個のスロット12が設けられている。ステータコア11のスロット12には、複数相(本例ではU相、V相、及びW相の三相)のコイル19が分布巻で巻装されている。
2. Configuration of Stator As shown in FIGS. 2 and 3, the
図4に示すように、ステータコア11の互いに隣接するスロット12間には、軸方向に延びるティース15が設けられている。ティース15は、その周方向両側に、軸方向及び径方向に延在する周方向壁部17を備えている。そして、互いに隣接するティース15間において周方向に対向する二つの周方向壁部17の間の空間がスロット12となる。本実施形態においては、それぞれのティース15における周方向両側の周方向壁部17は、それぞれ径方向に沿って形成されている。よって、本実施形態においては、軸方向に直交する断面におけるティース15の断面形状は略台形状となり、スロット12の断面形状は略矩形状となる。それぞれのスロット12には、コイル19を構成する辺部導体21が径方向に複数本(本例では6本)並べて配置されている。コイル19の構成については後述する。なお、スロット12と辺部導体21との間には、これらの間での電気的絶縁性を確保するため、絶縁シート18が介挿されて配置されている。絶縁シート18は、例えばアラミド繊維とポリエチレンテレフタラートを貼り合わせたもの等の電気的絶縁性及び耐熱性の高い材料で形成したシート等を用いることができる。
As shown in FIG. 4,
ティース15の径方向内側の端部には、周方向に突出して軸方向に延びる周方向突出部16が、ティース15の周方向両側に設けられている。周方向突出部16は、ティース15と一体的に形成されている。そして、互いに隣接するティース15のそれぞれに設けられた周方向に対向する二つの周方向突出部16間に、スロット12において径方向内側に開口する内周開口部13が形成されている。また、スロット12における内周開口部13よりも径方向外側の空間は、スロット内部14とされる。スロット内部14に配置される辺部導体21の周方向幅は、物理的にスロット内部14に挿入可能であるという前提条件の下で、スロット内部14の周方向幅W3と略等しい値に設定されている。これにより、スロット12におけるコイル19の占積率を向上させることで回転電機1のエネルギ効率の向上が図られている。
At the radially inner end of the
ここで、本実施形態においては、内周開口部13の周方向幅W1は、スロット内部14の周方向幅W3よりも狭く形成されている。すなわち、本実施形態においては、ステータコア11のスロット12は、セミオープンスロットとされている。そのため、ロータ3が回転したときに、ロータ3が備える永久磁石からの磁束がコイル19を構成する辺部導体21の表面に到達する量を減少させることができる。よって、辺部導体21の表面における渦電流の発生を抑制して、渦電流損を低減することができる。このように、本実施形態に係るステータ2では、コイル19の占積率の向上と渦電流損の低減との両立が可能となっている。
Here, in the present embodiment, the circumferential width W1 of the inner
3.コイルの構成
次に、コイル19の構成について説明する。本実施形態に係るコイル19は、スロット12のスロット内部14に配置される複数の辺部導体21と、異なるスロット12に配置される辺部導体21間をステータコア11の軸方向両端部において周方向に接続する複数の端部導体31と、を備えて構成されている。ここでは、U相、V相及びW相の各相のコイル19それぞれが、複数の辺部導体21と複数の端部導体31とを備えて構成されている。なお、以下では、コイル19を構成する各部材について、特にU相、V相及びW相の各相を区別する必要がある場合には、例えば19u、19v及び19wのように、各部材を示す符合の後に小文字の「u」、「v」及び「w」を付して説明するものとする。
3. Next, the configuration of the
3−1.辺部導体
辺部導体21は、軸方向に直交する面における断面形状が矩形状の線状導体で構成されている。この辺部導体21を構成する材料は、例えば銅やアルミニウム等とすることができる。図5及び図6に示すように、辺部導体21は、軸方向に直線的に延びる角柱状に形成されており、ステータコア11のスロット12内に配置される。辺部導体21の軸方向長さは、少なくともステータコア11の軸方向長さよりも長くなっており、スロット12に配置された状態で、軸方向両端部がステータコア11の軸方向両側の端面11aよりもそれぞれ突出している。また、図5に示すように、本実施形態においては、各スロット12に径方向に並べて配置される複数本の辺部導体21は、径方向外側から径方向内側に向かって、ステータコア11の軸方向端面11aからの突出高さHが順次高くなるように配置されている。つまり、複数の辺部導体21におけるステータコア11の軸方向端面11aからの突出高さHは、径方向で最外周側の辺部導体21から最内周側の辺部導体21へ向かって順次高くなるように設定されている。本実施形態においては、径方向外側が「径方向一方側」となっており、径方向内側が「径方向他方側」となっている。また、図6に示すように、辺部導体21の軸方向両端部には、辺部導体21の中央部に対して更に軸方向外側に突出する軸方向突起部22が形成されている。この軸方向突起部22は、その軸方向に直交する面における断面形状が略矩形状となっており、辺部導体21の接続部位として機能する。なお、辺部導体21の表面は、軸方向突起部22を除き、樹脂等からなる絶縁被膜により被覆されている。
3-1. Side conductor The
本実施形態においては、毎極毎相当りのスロット数は「2」とされている。よって、U相、V相及びW相の各相のコイル19を構成する辺部導体21u、21v及び21wが、それぞれ二つずつ順次繰り返して周方向に互いに隣接する二つのスロット12に配置されている。
In the present embodiment, the number of slots corresponding to each pole is “2”. Therefore, the
3−2.軸方向一方側の端部導体
軸方向一方側における端部導体31は、周方向に直交する面における断面形状が矩形状の板状部材からなる導体で構成されている。この端部導体31を構成する材料は、例えば銅やアルミニウム等とすることができる。図5及び図6に示すように、端部導体31は、全体としてステータコア11の軸方向端面11aに略平行な薄板状に形成されている。また、端部導体31は、周方向の所定位置、本実施形態では周方向中央部に軸方向の段差部35を有している。そして、当該段差部35よりも周方向一方側の一方側部分36が、周方向他方側の他方側部分37に対して、軸方向外側にオフセットされている。すなわち、端部導体31は、段差部35により他方側部分37よりも一方側部分36の方がステータコア11の軸方向端面11aからの軸方向距離が長くなるようにオフセットされている。本実施形態においては、段差部35によるオフセット量Lは、端部導体31を構成する薄板状導体の板厚tに略等しい値に設定されている。
3-2. End conductor on one side in the axial direction The
本実施形態においては、端部導体31は、ステータコア11に沿って周方向に延びる周方向導体部32と、当該周方向導体部32の周方向両端部において径方向に屈曲して径方向内側に延びる径方向導体部33と、を備えている。周方向導体部32は、端部導体31の大部分を占める導体部であり、その周方向中央部に上記段差部35が設けられている。また、径方向導体部33の径方向内側の端部には、辺部導体21と接続される軸方向接続部34が形成されている。本実施形態においては、軸方向接続部34は、端部導体31の軸方向両側及び径方向内側の端面に開口する形状とされている。この軸方向接続部34の開口部は、その軸方向から見た形状が軸方向突起部22の断面形状に対応した略矩形状となっており、端部導体31の接続部位として機能する。なお、端部導体31の表面は、軸方向接続部34を除き、樹脂等からなる絶縁被膜により被覆されている。このように、互いに対応する相補的な形状を有して形成される辺部導体21の軸方向突起部22と端部導体31の軸方向接続部34とは、軸方向から嵌合可能とされている。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、上記のとおり各相のコイル19を構成する辺部導体21u、21v及び21wがそれぞれ二つずつ順次繰り返して周方向に互いに隣接する二つのスロット12に配置されている。このとき、同相のコイル19を構成する周方向に隣接して配置される2本の辺部導体21を一組として、周方向に隣接して配置される二組計4本の同相の辺部導体21が、端部導体31により周方向に接続される。より具体的には、図6に示すように、二組計4本の同相の辺部導体21のうち、周方向内側で5スロット分離れて配置される2本の辺部導体21が第一端部導体31aにより周方向に接続され、周方向外側で7スロット分離れて配置される2本の辺部導体21が第二端部導体31bにより周方向に接続される。第一端部導体31aにおける周方向導体部32は、第二端部導体31bにおける周方向導体部32に対して径方向内側に配置されている。このような端部導体21は、1ターン当たり、各相について四つずつ全部で十二設けられている。
Further, in the present embodiment, as described above, the
図2に示すように、ステータコア11に対して軸方向一方側の複数の端部導体31は、互いに隣接する端部導体31間で一方側部分36と他方側部分37とが軸方向に重なる状態で周方向に配列されている。本実施形態においては、複数の端部導体31は、周方向に配列されて一体化された一方側コイル端ユニットU1を形成している。すなわち、互いに隣接する二つの端部導体31のうち、周方向一方側の端部導体31における他方側部分37の軸方向外側に、周方向他方側の端部導体31における一方側部分36が対向配置され、これを順次繰り返して複数の端部導体31を環状に配列することによって一方側コイル端ユニットU1が形成されている。
As shown in FIG. 2, the plurality of
本実施形態では、各相のコイル19を構成する辺部導体21u、21v及び21wがそれぞれ二つずつ順次繰り返して周方向に互いに隣接する二つのスロット12に配置されるのに対応して、U相、V相及びW相の各相のコイル19を構成する端部導体31u、31v及び31wも周方向に順次繰り返して配列される。よって、U相の端部導体31uにおける他方側部分37の軸方向外側にV相の端部導体31vにおける一方側部分36が対向配置され、V相の端部導体31vにおける他方側部分37の軸方向外側にW相の端部導体31wにおける一方側部分36が対向配置され、W相の端部導体31wにおける他方側部分37の軸方向外側にU相の端部導体31uにおける一方側部分36が対向配置される。そして、これを周方向に順次繰り返すことにより、一方側コイル端ユニットU1が形成される。このような一方側コイル端ユニットU1は、全て同一形状の端部導体31を用いて形成されており、構造が単純化されている。
In this embodiment, the
同一の一方側コイル端ユニットU1を構成する複数の端部導体31は、スロット12内で径方向で同じ位置に配置されるそれぞれの辺部導体21に接続されている。ここで、本実施形態においては、各端部導体31は、辺部導体21に対して径方向外側に配置された状態で、軸方向接続部34と軸方向突起部22とが軸方向に嵌合して各辺部導体21に接続される(図7を参照)。また、本実施形態においては、図5に示すように、それぞれのスロット12内に径方向に複数本並べて配置される辺部導体21が、径方向外側から径方向内側に向かって、ステータコア11の軸方向端面11aからの突出高さHが順次高くなるように配置されている。したがって、突出高さHが低い径方向外側の辺部導体21に接続される一方側コイル端ユニットU1は軸方向でステータコア11の軸方向端面11aに最も近接した位置に配置され、突出高さHがより高い径方向内側の辺部導体21に接続される一方側コイル端ユニットU1ほど、軸方向端面11aから離間した位置となるように順次積層されて配置される。
The plurality of
図5に示すように、各端部導体31の径方向外側の端部は、ステータコア11の径方向外側の端部付近で径方向位置を揃えて配置されている。そのため、端部導体31は、スロット12内で径方向内側に配置された辺部導体21に接続されるものほど、周方向導体部32の径方向幅が広くなっている。また、スロット12内で径方向外側に配置された辺部導体21に接続されるものほど、周方向導体部32の径方向幅が狭くなっている。更に、本実施形態においては、端部導体31は、スロット12内で径方向内側に配置された辺部導体21に接続されるものほど、周方向導体部32の軸方向幅が狭くなっている。また、スロット12内で径方向外側に配置された辺部導体21に接続されるものほど、周方向導体部32の軸方向幅が広くなっている。このように形成された端部導体31は、通電方向(周方向)に直交する面の断面積が各層の端部導体31間で略等しくなっている。これにより、コイル19に電流を流す際に、ジュール熱による発熱量が局所的に(例えば、ステータコア11に最も近い層をなす端部導体31で)増大する等の不都合が生じるのを抑制することができる。
As shown in FIG. 5, the radially outer end portions of the
本実施形態においては、一方側コイル端ユニットU1は、樹脂モールドにより一体化されて構成されている。このとき、一方側コイル端ユニットU1を構成するそれぞれの端部導体31は、少なくとも軸方向のいずれかの表面が樹脂で被覆された状態で一体化されている。本例では、図5に示すように、端部導体31の軸方向両側の表面が樹脂で被覆されている。このように、本例では製造性に優れた樹脂モールドにより、一方側コイル端ユニットU1を適切に形成することができるようになっている。また、各端部導体31を、軸方向両側の表面が電気的絶縁性の高い樹脂で被覆された状態で固定一体化することで、異なる相間での電気的絶縁性の確保が容易となる。すなわち、U相の端部導体31uにおける他方側部分37とV相の端部導体31vにおける一方側部分36との間、V相の端部導体31vにおける他方側部分37とW相の端部導体31wにおける一方側部分36との間、及びW相の端部導体31wにおける他方側部分37とU相の端部導体31uにおける一方側部分36との間の電気的絶縁性を容易に確保することが可能となっている。
In the present embodiment, the one-side coil end unit U1 is integrated with a resin mold. At this time, the
3−3.軸方向他方側の端部導体
軸方向他方側における端部導体31は、ターン内接続導体41、ターン間接続導体51、及び中性導体61を有して構成されている。ターン間接続導体51は、各相のコイル19において、互いに隣接するターン間を接続する導体である。各相のターン間接続導体51は、スロット12内において径方向外側からk番目(kは1以上6未満の全ての自然数)に配置された同相の辺部導体21のうちのいずれかと、(k+1)番目に配置された同相の辺部導体21のうちのいずれかと、を接続する。ターン内接続導体41は、各相のコイル19において、同一ターン内の辺部導体21どうしを接続する導体である。各相のターン内接続導体41は、ターン間接続導体51に接続されていない辺部導体21どうしをそれぞれ接続する。中性導体61は、各相のコイル19を接続する導体である。中性導体61は、スロット12内において最内周側(本例では、径方向外側から6番目)に配置された辺部導体21のうち、ターン間接続導体51及びターン内接続導体41のいずれにも接続されていない各相のコイル19をなす辺部導体21を接続する。
3-3. End conductor on the other side in the axial direction The
3−3−1.ターン内接続導体
ターン内接続導体41は、周方向に直交する面における断面形状が矩形状の板状部材からなる導体で構成されている。このターン内接続導体41を構成する材料は、例えば銅やアルミニウム等とすることができる。図5及び図6に示すように、ターン内接続導体41は、全体としてステータコア11の軸方向端面11aに略平行な薄板状に形成されている。また、ターン内接続導体41は、周方向の所定位置、本実施形態では周方向中央部に軸方向の段差部45を有している。そして、当該段差部45よりも周方向他方側の他方側部分47が、周方向一方側の一方側部分46に対して、軸方向外側にオフセットされている。すなわち、ターン内接続導体41は、段差部45により一方側部分46よりも他方側部分47の方がステータコア11の軸方向端面11aからの軸方向距離が長くなるようにオフセットされている。本実施形態においては、段差部45によるオフセット量Lは、ターン内接続導体41を構成する薄板状導体の板厚tに略等しい値に設定されている。なお、この板厚tは、各ターンにおける端部導体31の板厚tに略等しい。
3-3-1. In-turn connecting conductor The in-
本実施形態においては、ターン内接続導体41は、ステータコア11に沿って周方向に延びる周方向導体部42と、当該周方向導体部42の周方向両端部において径方向に屈曲して径方向内側に延びる径方向導体部43と、を備えている。周方向導体部42は、ターン内接続導体41の大部分を占める導体部であり、その周方向中央部に上記段差部45が設けられている。また、径方向導体部43の径方向内側の端部には、辺部導体21と接続される軸方向接続部44が形成されている。本実施形態においては、軸方向接続部44は、ターン内接続導体41の軸方向両側及び径方向内側の端面に開口する形状とされている。この軸方向接続部44の開口部は、その軸方向から見た形状が軸方向突起部22の断面形状に対応した略矩形状となっており、ターン内接続導体41の接続部位として機能する。なお、ターン内接続導体41の表面は、軸方向接続部44を除き、樹脂等からなる絶縁被膜により被覆されている。このように、互いに対応する相補的な形状を有して形成される辺部導体21の軸方向突起部22とターン内接続導体41の軸方向接続部44とは、軸方向から嵌合可能とされている。
In the present embodiment, the in-
また、本実施形態においては、同相のコイル19を構成する周方向に隣接して配置される2本の辺部導体21を一組として、周方向に隣接して配置される二組計4本の同相の辺部導体21が、ターン内接続導体41により周方向に接続される。より具体的には、二組計4本の同相の辺部導体21のうち、周方向内側で5スロット分離れて配置される2本の辺部導体21が第一ターン内接続導体41aにより周方向に接続され、周方向外側で7スロット分離れて配置される2本の辺部導体21が第二ターン内接続導体41bにより周方向に接続される。第一ターン内接続導体41aにおける周方向導体部42は、第二ターン内接続導体41bにおける周方向導体部42に対して径方向内側に配置されている。このようなターン内接続導体41は、1ターン当たり、各相について三つずつ全部で九つ設けられている。
Further, in the present embodiment, two sets of two
互いに隣接するターン内接続導体41は、これらの間で一方側部分46と他方側部分47とが軸方向に重なる状態で周方向に配列されている。また、本実施形態においては、九つのターン内接続導体41のうちの一部(ここでは、一つのU相のターン内接続導体41u及び一つのW相のターン内接続導体41wを除く七つのターン内接続導体41)は、周方向に配列されて一体化される他方側コイル端ユニットU2を形成している(図10を参照)。すなわち、互いに隣接する二つのターン内接続導体41のうち、周方向他方側のターン内接続導体41における一方側部分46の軸方向外側に、周方向一方側のターン内接続導体41における他方側部分47が対向配置され、これを順次繰り返して複数のターン内接続導体41を略円弧状に配列することによって他方側コイル端ユニットU2が形成されている。
The in-
本実施形態では、各相のコイル19を構成する辺部導体21u、21v及び21wがそれぞれ二つずつ順次繰り返して周方向に互いに隣接する二つのスロット12に配置されるのに対応して、U相、V相及びW相の各相のコイル19を構成するターン内接続導体41u、41v及び41wも周方向に順次繰り返して配列される。よって、U相のターン内接続導体41uにおける一方側部分46の軸方向外側にW相のターン内接続導体41wにおける他方側部分47が対向配置され、W相のターン内接続導体41wにおける一方側部分46の軸方向外側にV相のターン内接続導体41vにおける他方側部分47が対向配置され、V相のターン内接続導体41vにおける一方側部分46の軸方向外側にU相のターン内接続導体41uにおける他方側部分47が対向配置される。そして、これを周方向に順次繰り返すことにより、他方側コイル端ユニットU2が形成される。このような他方側コイル端ユニットU2は、全て同一形状のターン内接続導体41を用いて形成されており、構造が単純化されている。
In this embodiment, the
同一の他方側コイル端ユニットU2を構成する複数のターン内接続導体41は、スロット12内で径方向で同じ位置に配置されるそれぞれの辺部導体21に接続されている。ここで、本実施形態においては、各ターン内接続導体41は、辺部導体21に対して径方向外側に配置された状態で、軸方向接続部44と軸方向突起部22とが軸方向に嵌合して各辺部導体21に接続される。また、本実施形態においては、図5に示すように、軸方向他方側においても軸方向一方側と同様、それぞれのスロット12内に径方向に複数本並べて配置される辺部導体21が、径方向外側から径方向内側に向かって、ステータコア11の軸方向端面11aからの突出高さHが順次高くなるように配置されている。したがって、突出高さHが低い径方向外側の辺部導体21に接続される他方側コイル端ユニットU2は軸方向でステータコア11の軸方向端面11aに最も近接した位置に配置され、突出高さHがより高い径方向内側の辺部導体21に接続される他方側コイル端ユニットU2ほど、軸方向端面11aから離間した位置となるように順次積層されて配置される。
The plurality of in-
図5に示すように、各ターン内接続導体41の径方向外側の端部は、ステータコア11の径方向外側の端部付近で径方向位置を揃えて配置されている。そのため、ターン内接続導体41は、スロット12内で径方向内側に配置された辺部導体21に接続されるものほど、周方向導体部42の径方向幅が広くなっている。また、スロット12内で径方向外側に配置された辺部導体21に接続されるものほど、周方向導体部42の径方向幅が狭くなっている。更に、本実施形態においては、ターン内接続導体41は、スロット12内で径方向内側に配置された辺部導体21に接続されるものほど、周方向導体部42の軸方向幅が狭くなっている。また、スロット12内で径方向外側に配置された辺部導体21に接続されるものほど、周方向導体部42の軸方向幅が広くなっている。このように形成されたターン内接続導体41は、通電方向(周方向)に直交する面の断面積が各層のターン内接続導体41間で略等しくなっている。これにより、コイル19に電流を流す際に、ジュール熱による発熱量が局所的に(例えば、ステータコア11に最も近い層をなすターン内接続導体41で)増大する等の不都合が生じるのを抑制することができる。
As shown in FIG. 5, the radially outer end portions of the in-
本実施形態においては、他方側コイル端ユニットU2は、樹脂モールドにより一体化されて構成されている。このとき、他方側コイル端ユニットU2を構成するそれぞれのターン内接続導体41は、少なくとも軸方向のいずれかの表面が樹脂で被覆された状態で一体化されている。本例では、図5に示すように、ターン内接続導体41の軸方向両側の表面が樹脂で被覆されている。このように、本例では製造性に優れた樹脂モールドにより、他方側コイル端ユニットU2を適切に形成することができるようになっている。また、各ターン内接続導体41を、軸方向両側の表面が電気的絶縁性の高い樹脂で被覆された状態で固定一体化することで、異なる相間での電気的絶縁性の確保が容易となる。すなわち、U相のターン内接続導体41uにおける他方側部分47とV相のターン内接続導体41vにおける一方側部分46との間、V相のターン内接続導体41vにおける他方側部分47とW相のターン内接続導体41wにおける一方側部分46との間、及びW相のターン内接続導体41wにおける他方側部分47とU相のターン内接続導体41uにおける一方側部分46との間の電気的絶縁性を容易に確保することが可能となっている。
In the present embodiment, the other-side coil end unit U2 is configured by being integrated by a resin mold. At this time, the in-
各相のターン内接続導体41に接続される2本一組の辺部導体21は、軸方向一方側で端部導体31の一方側部分36又は他方側部分37に接続されるとともに、軸方向他方側でターン内接続導体41の他方側部分47又は一方側部分46に接続される。図6の例では、例えば実線で示す2本一組の辺部導体21のうち、左から2番目の2本一組の辺部導体21は、軸方向一方側で端部導体31の一方側部分36に接続されるとともに、軸方向他方側でターン内接続導体41の他方側部分47に接続されている。一方、実線で示す2本一組の辺部導体21のうち、一番右の2本一組の辺部導体21は、軸方向一方側で端部導体31の他方側部分37に接続されるとともに、軸方向他方側でターン内接続導体41の一方側部分46に接続されている。
The pair of
また、2本一組の辺部導体21は、軸方向一方側で第一端部導体31a又は第二端部導体31bに1本ずつ接続されるとともに、軸方向他方側で第二ターン内接続導体41b又は第一ターン内接続導体41aに1本ずつ接続される。図6の例では、例えば実線で示す2本一組の辺部導体21のうち、左から2番目の2本一組の辺部導体21では、周方向一方側(図6の左側)の辺部導体21は、軸方向一方側で第二端部導体31bに接続されるとともに、軸方向他方側で第一ターン内接続導体41aに接続されている。一方、周方向他方側(図6の右側)の辺部導体21は、軸方向一方側で第一端部導体31aに接続されるとともに、軸方向他方側で第二ターン内接続導体41bに接続されている。また、例えば実線で示す2本一組の辺部導体21のうち、一番右の2本一組の辺部導体21では、周方向一方側の辺部導体21は、軸方向一方側で第一端部導体31aに接続されるとともに、軸方向他方側で第二ターン内接続導体41bに接続されている。一方、周方向他方側の辺部導体21は、軸方向一方側で第二端部導体31bに接続されるとともに、軸方向他方側で第一ターン内接続導体41aに接続されている。これらのような接続構造が周方向に順次繰り返されている。なお、図6には一つの相のコイル19についてのみ示しているが、破線で示す他の二相のコイル19についても、同様の接続構造が採用されている。そして、そのような構造を有する三相のコイル19が組み合わされて分布巻コイルが構成される。
The pair of
以上のような構造のコイル19では、軸方向一方側において、二つ一組で周方向に順次繰り返される各相の軸方向接続部34は、周方向に沿って軸方向に異なる位置となるように段違いに配置される。また、軸方向他方側において、二つ一組で周方向に順次繰り返される各相の軸方向接続部44も、周方向に沿って軸方向に異なる位置となるように段違いに配置される。このとき、端部導体31の他方側部分37とターン内接続導体41の一方側部分46、及び、端部導体31の一方側部分36とターン内接続導体41の他方側部分47とは、それぞれ軸方向から見て重なって配置されるので、軸方向接続部34と44との間の軸方向距離が広い部分と狭い部分とが周方向に所定間隔で順次現れることになる。そして、これに対応して、2本一組で周方向に順次繰り返される辺部導体21も、軸方向長さが長いものと短いものとが周方向に順次繰り返して配置される。これらの軸方向長さの差は、端部導体31の段差部35及びターン内接続導体41の段差部45のオフセット量Lに対応して定まる幅となっている。すなわち、各ターンにおける端部導体31の板厚t及びターン内接続導体41の板厚tを合わせた、二つ分の薄板状導体の板厚(2t)に略等しい幅となっている。
なお、径方向で同じ位置に配置されるそれぞれの辺部導体21に接続される、軸方向一方側の端部導体31と、軸方向他方側の端部導体のターン内導体41とを、同一形状とすることができる。したがって、構造を単純化することができるとともに、低コスト化を図ることができる。
In the
The
3−3−2.ターン間接続導体
ターン間接続導体51は、周方向に直交する面における断面形状が矩形状の板状部材からなる導体で構成されている。このターン間接続導体51を構成する材料は、例えば銅やアルミニウム等とすることができる。ターン間接続導体51は、全体としてステータコア11の軸方向端面11aに略平行な薄板状に形成されている(図13を参照)。また、ターン間接続導体51は、周方向の所定位置、本実施形態では周方向中央部に軸方向の段差部55を有している。そして、当該段差部55よりも周方向一方側の一方側部分56が、周方向他方側の他方側部分57に対して、軸方向外側にオフセットされている。すなわち、ターン間接続導体51は、段差部55により他方側部分57よりも一方側部分56の方がステータコア11の軸方向端面11aからの軸方向距離が長くなるようにオフセットされている。本実施形態においては、段差部55によるオフセット量Lは、ターン間接続導体51を構成する薄板状導体の板厚tに略等しい値に設定されている。なお、この板厚tは、端部導体31やターン内接続導体41の板厚tに略等しい。
3-3-2. Inter-turn connecting conductor The inter-turn connecting conductor 51 is made of a conductor made of a plate-like member having a rectangular cross-sectional shape in a plane orthogonal to the circumferential direction. The material constituting the inter-turn connection conductor 51 can be, for example, copper or aluminum. The inter-turn connection conductor 51 is formed in a thin plate shape substantially parallel to the
本実施形態においては、ターン間接続導体51は、ステータコア11に沿って周方向に延びる周方向導体部52と、当該周方向導体部52の周方向両端部において径方向に屈曲して径方向内側に延びる径方向導体部53と、を備えている。周方向導体部52は、ターン間接続導体51の大部分を占める導体部であり、その周方向中央部に上記段差部55が設けられている。また、径方向導体部53の径方向内側の端部には、辺部導体21と接続される軸方向接続部54が形成されている。本実施形態においては、軸方向接続部54は、ターン間接続導体51の軸方向両側及び径方向内側の端面に開口する形状とされている。この軸方向接続部54の開口部は、その軸方向から見た形状が軸方向突起部22の断面形状に対応した略矩形状となっており、ターン間接続導体51の接続部位として機能する。なお、ターン間接続導体51の表面は、軸方向接続部54を除き、樹脂等からなる絶縁被膜により被覆されている。このように、互いに対応する相補的な形状を有して形成される辺部導体21の軸方向突起部22とターン間接続導体51の軸方向接続部54とは、軸方向から嵌合可能とされている。
In the present embodiment, the inter-turn connection conductor 51 includes a
また、本実施形態においては、同相のコイル19を構成する周方向に隣接して配置される2本の辺部導体21を一組として、周方向に隣接して配置される二組計4本の同相の辺部導体21が、ターン間接続導体51により周方向に接続される。より具体的には、二組計4本の同相の辺部導体21のうち、周方向内側で5スロット分離れて配置される2本の辺部導体21が第一ターン間接続導体51aにより周方向に接続され、周方向外側で7スロット分離れて配置される2本の辺部導体21が第二ターン間接続導体51bにより周方向に接続される。第一ターン間接続導体51aにおける周方向導体部52は、第二ターン間接続導体51bにおける周方向導体部52に対して径方向内側に配置されている。
Further, in the present embodiment, two sets of two
各相のターン間接続導体51において、周方向導体部52の両端から径方向に延びる径方向導体部53の径方向長さは、周方向一方側の径方向導体部53の方が周方向他方側の径方向導体部53よりも、辺部導体21を構成する線状導体の径方向幅に相当する長さ分だけ長くなっている。これにより、ターン間接続導体51は、スロット12内において径方向外側からk番目(kは1以上6未満の全ての自然数)に配置された同相の辺部導体21のうちのいずれかと、(k+1)番目に配置された同相の辺部導体21のうちのいずれかと、を接続することができるようになっている。このようなターン間接続導体51は、1ターン当たり、各相について一つずつ全部で三つ設けられている。
In the inter-turn connecting conductor 51 of each phase, the radial length of the
3−3−3.中性導体
中性導体61は、周方向に直交する面における断面形状が矩形状の板状部材からなる導体で構成されている。この中性導体61を構成する材料は、例えば銅やアルミニウム等とすることができる。図3に示すように、中性導体61は、全体としてステータコア11の軸方向端面11aに略平行な薄板状に形成されている。また、中性導体61は、周方向複数箇所(本例では4箇所)に軸方向の段差部65を有している。そして、当該段差部65により軸方向外側にオフセットされた部分が、U相及びW相における6層目のターン内接続導体41u、41wの他方側部分47と軸方向に重なる状態で配置されている。本実施形態においては、段差部65によるオフセット量Lは、中性導体61を構成する薄板状導体の板厚tに略等しい値に設定されている。なお、この板厚tは、6ターン目における端部導体31やターン内接続導体41の板厚tに略等しい。
3-3-3. Neutral conductor The
本実施形態においては、中性導体61は、ステータコア11に沿って周方向に延びる周方向導体部62と、当該周方向導体部62の周方向両端部及び周方向中央部において径方向内側に延びる三つの径方向導体部63と、を備えている。周方向導体部62は、中性導体61の大部分を占める導体部である。また、径方向導体部63の径方向内側の端部には、辺部導体21と接続される軸方向接続部64が形成されている。本実施形態においては、軸方向接続部64は、中性導体61の軸方向両側及び径方向内側の端面に開口する形状とされている。この軸方向接続部64の開口部は、その軸方向から見た形状が軸方向突起部22の断面形状に対応した略矩形状となっており、中性導体61の接続部位として機能する。なお、中性体61の表面は、軸方向接続部64を除き、樹脂等からなる絶縁被膜により被覆されている。このように、互いに対応する相補的な形状を有して形成される辺部導体21の軸方向突起部22と中性導体61の軸方向接続部64とは、軸方向から嵌合可能とされている。
In the present embodiment, the
そして、三つの径方向導体部63にそれぞれ設けられた二つ一組の軸方向接続部64に、各相の2本一組の辺部導体21がそれぞれ接続されている。これにより、各相のコイル19u、19v及び19wがY結線で接続されている。
Then, a set of two
4.ステータの製造方法
次に、本実施形態に係るステータ2の製造方法について説明する。本実施形態に係るステータ2は、絶縁シート挿入工程S1、各ターンにおけるターン内接続工程S2、ターン間接続工程S3、及び中性点接続工程S4を経て製造することができる。なお、各ターンにおけるターン内接続工程S2及びターン間接続工程S3は、ターン数に応じて適宜順次繰り返して行われる。ステータ2の組み付け手順を示した図8に示すように、ターン内接続工程S2では、より具体的には辺部導体挿入工程S2a、他方側コイル端部接続工程S2b、及び一方側コイル端部接続工程S2cが行われる。
4). Next, a method for manufacturing the
ここでは、各手順P1〜P15のうち、P1が絶縁シート挿入工程S1に相当する。また、P2、P5及びP11が辺部導体挿入工程S2aに相当する。また、P3、P7及びP13が他方側コイル端部接続工程S2bに相当する。また、P4、P8及びP14が一方側コイル端部接続工程S2cに相当する。また、P6及びP12がターン間接続工程S3に相当する。また、P15が中性点接続工程S4に相当する。以下では、図9〜図20を参照して、各手順P1〜P15に沿ってステータ2の組み付け手順を説明する。なお、辺部導体21と端部導体31等との間の接続構造等、既に詳細に説明した点に関しては、以下では詳細な説明を省略する。
Here, among the procedures P1 to P15, P1 corresponds to the insulating sheet insertion step S1. P2, P5, and P11 correspond to the side conductor insertion step S2a. Further, P3, P7 and P13 correspond to the other coil end connection step S2b. P4, P8, and P14 correspond to the one-side coil end connecting step S2c. P6 and P12 correspond to the inter-turn connection step S3. P15 corresponds to the neutral point connection step S4. Below, with reference to FIGS. 9-20, the assembly | attachment procedure of the
まず、図9に示すように、ステータコア11の各スロット12内に、絶縁シート18が軸方向に挿入され(P1)、その後、コイル19の1ターン目を構成する複数(本例では、スロット12の数に対応して48本)の辺部導体21が軸方向に挿入される(P2)。このときのスロット12内での径方向位置は最外周側である。なお、軸方向長さが長い方の2本一組の辺部導体21が隣接する二つのスロット12に挿入され、それに隣接する二つのスロット12に、軸方向長さが短い方の2本一組の辺部導体21が挿入される。これを全周に亘って繰り返す。これにより、軸方向長さが長い方の2本一組の辺部導体21と軸方向長さが短い方の2本一組の辺部導体21とが、周方向に交互に配置される。
First, as shown in FIG. 9, an insulating
次に、図10に示すように、軸方向他方側において、所定の2本一組の辺部導体21に、各相の端子導体71が接続される。このとき、V相の端子導体71vは、U相の端子導体71uに対して周方向一方側に6スロット分の間隔を空けて2本一組の辺部導体21に接続される。また、W相の端子導体71wは、V相の端子導体71vに対して周方向一方側に6スロット分の間隔を空けて2本一組の辺部導体21に接続される。なお、辺部導体21と各相の端子導体71とは、辺部導体21の軸方向突起部22と端子導体71の軸方向接続部(不図示)とが軸方向に嵌合することにより接続される。なお、接続された辺部導体21と各相の端子導体71とは、抵抗蝋付け、摩擦攪拌接合及び溶接等により接合される(以下同様)。その後、各相の端子導体71に接続される2本一組の辺部導体21に対して、それぞれ周方向他方側に4スロット分間隔を空けて配置される2本一組の辺部導体21の三組以外の辺部導体21と、他方側コイル端ユニットU2、一つのU相のターン内接続導体41u、及び一つのW相のターン内接続導体41wとが接続される(P3)。
Next, as shown in FIG. 10, the
次に、図11に示すように、軸方向一方側において、各辺部導体21に端部導体31が接続される。このとき、端部導体31は、周方向に配列されて一体化された一方側コイル端ユニットU1を形成した状態で、各辺部導体21に対して軸方向に接続される(図7を参照)。このように、一方側コイル端ユニットU1の状態で各辺部導体21と各端部導体31とを接続することで、製造性を良好なものとすることができる。
Next, as shown in FIG. 11,
なお、本実施形態では、各端部導体31が周方向中央部に軸方向の段差部35を有する薄板状導体からなり、これらが互いに隣接する端部導体31間で一方側部分36と他方側部分37とが軸方向に重なる状態で周方向に配列されて環状の一方側コイル端ユニットU1を形成している。このような場合には、必然的に、一方側コイル端ユニットU1をなす複数の端部導体31のうちの少なくとも一つが、周方向一方側に隣接する端部導体31の他方側部分37と周方向他方側に隣接する端部導体31の一方側部分36との間の空間に、径方向に挿入される必要がある。
In the present embodiment, each
そこで、例えば、一方側コイル端ユニットU1をなす複数の端部導体31のうち、U相の端部導体31uが、周方向一方側に隣接するW相の端部導体31wの他方側部分37と周方向他方側に隣接するV相の端部導体31vの一方側部分36との間の空間に径方向に挿入される場合を考えてみる。すると、そのような場合には、周方向両側の二つの端部導体31v及び31wがそれぞれ対応する辺部導体21と接続されている状態で、その間の薄板状導体の板厚tに相当する軸方向距離を有する微小空間にU相の端部導体31uを径方向に挿入して辺部導体21と接続するのは、非常に困難であることが分かる。
これに対して、本実施形態に係るステータ2の製造方法によれば、軸方向一方側の複数の端部導体31を、予め周方向全体に亘って一体化された一方側コイル端ユニットU1を形成した状態とすることで、当該一方側コイル端ユニットU1を形成する全ての端部導体31について、それぞれ対応する辺部導体21と軸方向に接続することが可能となっており、非常に製造性に優れたものとなっている。
Therefore, for example, among the plurality of
On the other hand, according to the method for manufacturing the
次に、図12に示すように、コイル19の2ターン目を構成する複数の辺部導体21が各スロット12内に軸方向に挿入される(P5)。このとき、挿入される辺部導体21は、コイル19の1ターン目を構成する辺部導体21よりも軸方向長さが長く、その径方向内側に隣接して配置される。次に、図13に示すように、軸方向他方側において、各相のコイル19の1ターン目を構成する辺部導体21のうち、他方側コイル端ユニットU2、一つのU相のターン内接続導体41u、及び一つのW相のターン内接続導体41wのいずれにも接続されていない2本一組の辺部導体21(端子導体71に接続される2本一組の辺部導体21に対して、周方向他方側に4スロット分間隔を空けて配置される2本一組の辺部導体21)と、2ターン目を構成する辺部導体21のうち、各相の端子導体71が接続された辺部導体21と同じスロット12内に配置される2本一組の辺部導体21とが、ターン間接続導体51により接続される(P6)。これにより、コイル19の1ターン目と2ターン目とが適切に接続される。
Next, as shown in FIG. 12, the plurality of
次に、図14に示すように、周方向他方側で各相のターン間接続導体51に接続される2本一組の辺部導体21と同じスロット12内に配置される2本一組の辺部導体21の三組以外の辺部導体21と、他方側コイル端ユニットU2、一つのU相のターン内接続導体41u、及び一つのW相のターン内接続導体41wとが接続される(P7)。このとき、コイル19の2ターン目を構成する他方側コイル端ユニットU2、一つのU相のターン内接続導体41u、及び一つのW相のターン内接続導体41wは、1ターン目を構成する他方側コイル端ユニットU2、一つのU相のターン内接続導体41u、及び一つのW相のターン内接続導体41wに対して軸方向外側に積層して配置される。
Next, as shown in FIG. 14, a set of two pieces arranged in the
次に、図15に示すように、軸方向一方側において、各辺部導体21と一方側コイル端ユニットU1とが接続される(P8)。このとき、コイル19の2ターン目を構成する一方側コイル端ユニットU1は、1ターン目を構成する一方側コイル端ユニットU1に対して軸方向外側に積層して配置される。
以上のような手順を、コイル19の5ターン目まで順次繰り返して行う。
Next, as shown in FIG. 15, the
The above procedure is sequentially repeated until the fifth turn of the
次に、図16に示すように、コイル19の6ターン目を構成する複数の辺部導体21が各スロット12内に軸方向に挿入される(P11)。このとき、挿入される辺部導体21は、コイル19の5ターン目を構成する辺部導体21よりも軸方向長さが長く、各ターンを構成する辺部導体21の中で最も軸方向長さが長くなっている。また、コイル19の5ターン目を構成する辺部導体21の径方向内側に隣接して配置され、各ターンを構成する辺部導体21の中でスロット12内で最内周側に配置される。
Next, as shown in FIG. 16, the plurality of
次に、図17に示すように、軸方向他方側において、各相のコイル19の5ターン目を構成する辺部導体21のうち、他方側コイル端ユニットU2、一つのU相のターン内接続導体41u、及び一つのW相のターン内接続導体41wのいずれにも接続されていない2本一組の辺部導体21(端子導体71に接続される2本一組の辺部導体21に対して、周方向他方側に4スロット分間隔を空けて配置される2本一組の辺部導体21)と、6ターン目を構成する辺部導体21のうち、各相の端子導体71が接続された辺部導体21と同じスロット12内に配置される2本一組の辺部導体21とがターン間接続導体51により接続される(P12)。これにより、コイル19の5ターン目と6ターン目とが適切に接続される。
Next, as shown in FIG. 17, on the other side in the axial direction, among the
次に、図18に示すように、周方向他方側で各相のターン間接続導体51に接続される2本一組の辺部導体21と同じスロット12内に配置される2本一組の辺部導体21の三組以外の辺部導体21と、他方側コイル端ユニットU2、一つのU相のターン内接続導体41u、及び一つのW相のターン内接続導体41wとが接続される(P13)。このとき、コイル19の6ターン目を構成する他方側コイル端ユニットU2、一つのU相のターン内接続導体41u、及び一つのW相のターン内接続導体41wは、5ターン目を構成する他方側コイル端ユニットU2、一つのU相のターン内接続導体41u、及び一つのW相のターン内接続導体41wに対して軸方向外側に積層して配置され、全ての他方側コイル端ユニットU2、一つのU相のターン内接続導体41u、及び一つのW相のターン内接続導体41wの中で最も軸方向外側に配置される。
Next, as shown in FIG. 18, a set of two pieces arranged in the
次に、図19に示すように、軸方向一方側において、各辺部導体21と一方側コイル端ユニットU1とが接続される(P14)。このとき、コイル19の6ターン目を構成する一方側コイル端ユニットU1は、5ターン目を構成する一方側コイル端ユニットU1に対して軸方向外側に積層して配置され、全ての一方側コイル端ユニットU1中で最も軸方向外側に配置される。
Next, as shown in FIG. 19, the
最後に、図20に示すように、軸方向他方側において、各相のコイル19の6ターン目を構成する辺部導体21のうち、他方側コイル端ユニットU2、一つのU相のターン内接続導体41u、及び一つのW相のターン内接続導体41wのいずれにも接続されていない2本一組の辺部導体21の三組が、中性導体61により接続される。
Finally, as shown in FIG. 20, on the other side in the axial direction, of the
このようにして製造されるステータ2では、ステータコア11の少なくとも軸方向一方側における複数の端部導体31が周方向中央部に軸方向の段差部35を有する薄板状導体からなり、これらが互いに隣接する端部導体31間で一方側部分36と他方側部分37が軸方向に重なる状態で周方向に配列されるので、当該軸方向一方側において、軸方向長さを短く抑えることができる。また、軸方向他方側の複数のターン内接続導体41、ターン間接続導体51、及び中性導体61がそれぞれ周方向の所定位置に軸方向の段差部45、55、65を有する薄板状導体からなり、これらが互いに隣接する導体間で一方側部分と他方側部分が軸方向に重なる状態で周方向に配列されるので、当該軸方向他方側においても、軸方向長さを短く抑えることができる。よって、軸方向両側において軸方向長さを短く抑えることが可能となり、ステータ2全体をコンパクトに構成することができるようになっている。また、軸方向一方側においては更に、複数の端部導体31を周方向全体に亘って一体化された環状の一方側コイル端ユニットU1を形成した状態で辺部導体21に組み付けることができるので、製造性が良好となっている。したがって、本実施形態に係るステータ2は、全体をコンパクトに構成することができるとともに、製造性に優れたものとなっている。
In the
〔第二の実施形態〕
本発明に係る回転電機用電機子の第二の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態においても、本発明に係る回転電機用電機子を、インナーロータ型の回転電機1のステータ2に適用している。ただし、本実施形態においては、ステータ2を構成するステータコア11のティース15及びスロット12の形状が、上記第一の実施形態と相違している。また、それに伴い、辺部導体21の形状も上記第一の実施形態と相違している。以下では、本実施形態に係るステータ2について、主に上記第一の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、特に特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
A second embodiment of an armature for a rotating electrical machine according to the present invention will be described with reference to the drawings. Also in this embodiment, the armature for rotating electrical machines according to the present invention is applied to the
図21に示すように、ステータコア11の互いに隣接するスロット12間には、軸方向に延びるティース15が設けられている。ティース15は、その周方向両側に、軸方向及び径方向に延在する周方向壁部17を備えている。そして、互いに隣接するティース15間において周方向に対向する二つの周方向壁部17の間の空間がスロット12となる。本実施形態においては、それぞれのティース15における周方向両側の周方向壁部17は、互いに平行に形成されている。このようにティース15を平行型ティースとすることで、各ティース15における径方向に直交する面の断面積を径方向全体に亘って略等しくすることができる。よって、各ティースを通過する、界磁としてのロータ3が備える永久磁石等により発生される磁界の磁束密度の大きさを径方向に略均一とすることができる。このように、本実施形態に係る回転電機1では、平行型ティースを用いることで、各ティース15において磁気飽和が生じるまでの最大磁束密度を大きくして、エネルギ効率の向上が図られている。
As shown in FIG. 21, between the
ところで、上記のようにティース15を平行型ティースとすると、互いに隣接するティース15間において周方向に対向する二つの周方向壁部17の間に形成されるスロット12の、軸方向に直交する断面における断面形状は略台形状となる。ここでは、スロット内部13における最内周側の周方向幅W3が最外周側の周方向幅W5よりも狭い略台形状となっている。本実施形態においては、そのようなスロット形状に合わせて、それぞれのスロット12内に径方向に複数本(本例では6本)並べて配置される辺部導体21は、径方向外側に配置されるものほど周方向幅が広くなるように形成されている。これにより、スロット12内における空隙部分を減少させてコイル19の占積率の向上が図られている。
By the way, when the
また、辺部導体21は、径方向外側に配置されるものほど径方向幅が狭くなるように形成されている。これにより、コイル19全体の径方向幅を狭くすることができるので、ステータコア11の内径を大きくすることができる。よって、回転電機1のロータ3を大径化することができるので、回転電機1の出力を向上させることができる。更に、本実施形態においては、径方向に並べて配置される6本の辺部導体21の全てについて、軸方向に直交する面の断面積が略等しくなるように、その周方向幅及び径方向幅が設定されている。これにより、コイル19に電流を流す際に、通電方向の断面積が全ての辺部導体21について略等しくなるので、電気抵抗値を略一定にして、コイル19においてジュール熱による発熱量が局所的に増大する等の不都合が生じることが抑制されている。
Further, the
なお、本実施形態に係るステータ2においても、コイル19は、複数の辺部導体21と複数の端部導体31とに分割可能な構成となっている。そのため、辺部導体21の周方向幅及び径方向幅を、容易に、スロット12内における径方向位置に応じて適宜変更することができる。その場合であっても、各辺部導体21における軸方向両側の軸方向突起部22の形状を上記第一の実施形態と同様とすることで、辺部導体21と、端部導体31、ターン内接続導体41、ターン間接続導体51、中性導体61及び端子導体71と、の間の接続構造を上記第一の実施形態と同様とすることができる。よって、本実施形態の構成では、全体をコンパクトに構成することができるとともに製造性に優れ、更に、回転電機1の出力及びエネルギ効率を向上させることができるステータ2を簡便に製造することが可能となっている。
In the
〔第三の実施形態〕
本発明に係る回転電機用電機子の第三の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態においても、本発明に係る回転電機用電機子を、インナーロータ型の回転電機1のステータ2に適用している。ただし、本実施形態においては、コイル19を構成する導体の形状が、上記第一の実施形態と一部相違している。以下では、本実施形態に係るステータ2について、主に上記第一の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、特に特に明記しない点については、上記第一の実施形態と同様である。
[Third embodiment]
A third embodiment of the armature for a rotating electrical machine according to the present invention will be described with reference to the drawings. Also in this embodiment, the armature for rotating electrical machines according to the present invention is applied to the
本実施形態においては、図22に示すように、コイル19は、径方向から見て略U字型の複数のU字型導体81と、複数の端部導体31と、を備えて構成されている。ここで、それぞれのU字型導体81は、スロット12のスロット内部14に配置される辺部83と、異なるスロット12に配置される辺部83間をステータコア11の軸方向他方側において周方向に接続する接続端部84と、を備えて構成されている。このU字型導体81は、上記第一の実施形態におけるターン内接続導体41及びこれに接続された2本の辺部導体21が一体的に形成されたものに相当する。ただし、本実施形態に係るU字型導体81では、上記第一の実施形態におけるターン内接続導体41に対応する導体部である接続端部84も、辺部83と同様、断面形状が矩形状の線状導体で構成されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 22, the
U字型導体81の辺部83の軸方向一方側には、辺部83の中央部に対して更に軸方向外側に突出する軸方向突起部82が形成されている。この軸方向突起部82は、その軸方向に直交する面における断面形状が略矩形状となっており、U字型導体81の接続部位として機能する。なお、U字型導体81の表面は、軸方向突起部82を除き、樹脂等からなる絶縁被膜により被覆されている。そして、各端部導体31は、環状に一体化された一方側コイル端ユニットU1を形成した状態で、その軸方向接続部34が軸方向突起部82に軸方向に嵌合して各辺部導体21に接続される。
On one side in the axial direction of the
本実施形態においては、図23に示すように、各端部導体31は、U字型導体81の辺部83に対して径方向内側に配置された状態で一方側コイル端ユニットU1を形成し、軸方向接続部34と軸方向突起部82とが軸方向に嵌合して各辺部導体21に接続されている。本実施形態においては、径方向内側が「径方向一方側」となっており、径方向外側が「径方向他方側」となっている。そしてそれに伴い、本実施形態においては、U字型導体81のうち、それぞれのスロット12内に径方向に複数本並べて配置される辺部83は、径方向内側から径方向外側に向かって、ステータコア11の軸方向端面11aからの突出高さHが順次高くなるように配置されている。つまり、複数のU字型導体81の辺部83におけるステータコア11の軸方向端面11aからの突出高さHは、径方向で最外周側の辺部83から最内周側の辺部83へ向かって順次高くなるように設定されている。本実施形態では、このような構成を採用したことにより、各辺部83が配置される径方向位置を同一とした場合において、端部導体31を構成する材料の絶対量を低減することが可能となっており、製造コストの低減が図られている。なお、この場合、ステータ2を組み付ける際には、ターン数が増えるにしたがって、各スロット12内において径方向内側から径方向外側に向かってU字型導体81が順次挿入されることになる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 23, each
また、本実施形態においては、U字型導体81により軸方向他方側が既に接続された状態となっているので、ステータ2を組み付ける際には、他方側コイル端部接続工程S2bが省略される。また、周方向一方側の辺部83が周方向他方側の辺部83に対して径方向内側に辺部1本分の径方向幅だけオフセットされた形状のU字型導体81を軸方向他方側から軸方向一方側に向かって軸方向に挿入することで、辺部導体挿入工程S2aに相当するU字型導体挿入工程S2a’とターン間接続工程S3とを同時に行なうことができる。このように、本実施形態に係るステータ2では、上記第一の実施形態におけるステータ2に比べて、製造工程数が少なく抑えられているので、その製造性が更に良好なものとなっている。特に、軸方向他方側においては、接合箇所を辺部導体21と各相の端子導体71との間、及び辺部導体21と中性導体61との間のみとすることができるので、実質的に軸方向他方側における接合箇所をなくし、ステータ2全体での接合箇所数をおよそ半減させることができる。この点からも、本実施形態に係るステータ2は非常に製造性に優れたものとなっており、生産効率も高くなっている。
Further, in the present embodiment, since the other side in the axial direction is already connected by the
〔その他の実施形態〕
(1)上記の各実施形態においては、段差部35、45、55によるオフセット量Lが、各端部導体31、41、51を構成する薄板状導体の板厚tに略等しい値に設定されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば各相のコイル19間の電気的絶縁性を高く維持すること等を狙って、端部導体31等における絶縁被膜の厚さ、及び軸方向両側の面のモールド樹脂の厚さの一方又は双方を比較的厚くして、オフセット量Lを薄板状導体の板厚tに比べて多少大きくすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
[Other Embodiments]
(1) In each of the above embodiments, the offset amount L due to the
(2)上記の各実施形態においては、辺部導体21に、その軸方向に直交する面における断面形状が略矩形状に形成された軸方向突起部22が設けられるとともに、端部導体31に、軸方向から見た形状が軸方向突起部22の断面形状に対応した略矩形状に形成された、軸方向両側及び径方向内側の端面に開口する形状の軸方向接続部34が設けられている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち端部導体31の接続部位が辺部導体21の接続部位に対して軸方向から嵌合可能な構造を有していれば良く、例えば軸方向接続部34が、端部導体31の径方向内側の端面には開口せず、軸方向両側の端面のみに開口する孔部として形成された構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。また、軸方向突起部22及び軸方向接続部34の形状を断面円形状等に形成する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。或いは、例えば辺部導体21の軸方向両側の端部に軸方向に窪んだ形状の軸方向凹部を設けるとともに、当該軸方向凹部に対して軸方向から嵌合可能な軸方向突起部を端部導体31に設ける構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。なお、ターン内接続導体41、ターン間接続導体51、中性導体61、及び端子導体71に関しても同様である。
(2) In each of the above-described embodiments, the
(3)上記第一の実施形態においては、それぞれのスロット12内に径方向に複数本並べて配置される辺部導体21が、径方向外側から径方向内側に向かって、ステータコア11の軸方向端面11aからの突出高さHが順次高くなるように配置されている場合を例として説明した。また、上記第三の実施形態においては、U字型導体81のうち、それぞれのスロット12内に径方向に複数本並べて配置される辺部83が、径方向内側から径方向外側に向かって、ステータコア11の軸方向端面11aからの突出高さHが順次高くなるように配置されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、上記第一の実施形態のように、スロット12内に配置される辺部導体21が軸方向他方側においてターン内接続導体41及びターン間接続導体51等により接続される構成において、それぞれのスロット12内に径方向に複数本並べて配置される辺部導体21が、径方向内側から径方向外側に向かって、ステータコア11の軸方向端面11aからの突出高さHが順次高くなるように配置された構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合、各端部導体31は、辺部導体21に対して径方向内側に配置された状態で、軸方向接続部34と軸方向突起部22とが軸方向に嵌合して各辺部導体21に接続される。また、上記第三の実施形態のように、U字型導体81を用いてコイル19を構成する場合において、U字型導体81のうち、それぞれのスロット12内に径方向に複数本並べて配置される辺部83が、径方向外側から径方向内側に向かって、ステータコア11の軸方向端面11aからの突出高さHが順次高くなるように配置された構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合、各端部導体31は、辺部83に対して径方向外側に配置された状態で、軸方向接続部34と軸方向突起部82とが軸方向に嵌合して各U字型導体81に接続される。
(3) In the first embodiment, the plurality of
(4)上記の各実施形態においては、それぞれのスロット12に、コイル19を構成する辺部導体21が径方向に6本並べて配置され、6層巻のコイルを構成している場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、径方向に並べて配置される辺部導体21の本数を適宜変更してn層巻のコイルとすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。このようなn層巻のコイルを備えたステータ2は、図8〜図20を参照して説明したステータ2の組み付け手順において、各ターンにおけるターン内接続工程S2及びターン間接続工程S3の繰り返し回数を適宜変更することによって、適切に製造することができる。
(4) In each of the embodiments described above, as an example, each of the
(5)上記の各実施形態においては、ステータコア11のスロット12が、セミオープンスロットとされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、各スロット12における内周開口部13の周方向幅W1がスロット内部14の周方向幅W3に等しい、いわゆるオープンスロットとされた構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
(5) In the above embodiments, the case where the
(6)上記の各実施形態においては、辺部導体21が、軸方向に直交する面における断面形状が矩形状の線状導体で構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、辺部導体21の軸方向に直交する面における断面形状は、任意の形状を採用することができる。この場合、上記第二の実施形態のように、スロット12の軸方向に直交する断面における断面形状が略台形状となる場合には、これに対応させて辺部導体21の断面形状に関しても略台形状とすると好適である。つまり、そのような構成では、スロット12内における空隙部分を大幅に減少させてコイル19の占積率を向上させることができる。よって、回転電機1の出力を向上させることができる。なお、本発明においては、コイル19が複数の辺部導体21と複数の端部導体31とに分割可能であるので、辺部導体21の断面形状が略台形状であっても、コイル19を適切に構成することが容易である。
(6) In each of the above-described embodiments, the case where the
(7)上記の各実施形態においては、軸方向一方側の複数の端部導体31が、周方向に配列されて一体化された一方側コイル端ユニットU1を形成して場合を例として説明した。また、一方側コイル端部接続工程S2cでは、そのような一方側コイル端ユニットU1が形成された状態で、軸方向一方側において各辺部導体21と一方側コイル端ユニットU1とが接続される場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、少なくとも互いに隣接する端部導体31は、これらの間で一方側部分36と他方側部分37とが軸方向に重なる状態で周方向に配列されていれば良く、複数の端部導体31がそれぞれ独立した状態で周方向に配置された構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。また、一方側コイル端部接続工程S2cにおいて、十二の端部導体31を個別に辺部導体21に接続する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。例えば、周方向一方側から周方向他方側に向かってU相の端部導体31u、V相の端部導体31v、W相の端部導体31wの順に、順次辺部導体21と軸方向に接続する構成とすることができる(図15を参照)。この場合、最後に接続される端部導体31だけは、周方向両側の二つの端部導体31がそれぞれ対応する辺部導体21と接続されている状態で、その間に形成される微小空間に径方向に挿入されて辺部導体21と接続されることになる。
(7) In each of the above-described embodiments, a case has been described in which the plurality of
(8)上記の各実施形態においては、複数の端部導体31が、軸方向両側の表面が樹脂で被覆された状態で樹脂モールドにより一体化されて、一方側コイル端ユニットU1を構成している場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、少なくとも異なる相間での電気的絶縁性が確保されていれば良く、例えば複数の端部導体31が、軸方向一方側及び軸方向他方側のいずれか一方の表面が樹脂で被覆された状態で樹脂モールドにより一体化されて、一方側コイル端ユニットU1を構成するようにすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。なお、複数のターン内接続導体41を組み合わせて形成される他方側コイル端ユニットU2に関しても同様である。
また、これらの場合において、樹脂モールドにより一体化された一方側コイル端ユニットU1が、図24に示すように、径方向外側に突出する複数の径方向突出部91を周方向に均等に分散配置させた状態で更に一体的に備えるとともに、径方向突出部91のそれぞれに、軸方向両側に開口する挿通孔92が形成された構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。なお、他方側コイル端ユニットU2に関しても同様である。このような構成では、径方向突出部91に形成される挿通孔92にボルト等の締結部材を軸方向に挿通して、一方側コイル端ユニットU1及び他方側コイル端ユニットU2をステータコア11に固定一体化するのが容易となる。或いは、径方向突出部91に形成される挿通孔92にボルト等の締結部材を軸方向に挿通して、一方側コイル端ユニットU1、他方側コイル端ユニットU2、及びステータコア11を、例えば更に回転電機1のケース5(図1を参照)等と固定一体化することもできる。
(8) In each of the above embodiments, the plurality of
Further, in these cases, the one-side coil end unit U1 integrated by the resin mold has a plurality of radially projecting
(9)上記の各実施形態においては、複数の端部導体31が樹脂モールドにより一体化されて、一方側コイル端ユニットU1を構成している場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば互いに異なる相の端部導体31どうしが、電気絶縁性を有する絶縁紙を介挿した状態で両面接着テープ等により一体化されて、一方側コイル端ユニットU1を構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。なお、複数のターン内接続導体41を組み合わせて形成される他方側コイル端ユニットU2に関しても同様である。
(9) In each of the above-described embodiments, the case where the plurality of
(10)上記第一及び第二の実施形態においては、九つのターン内接続導体41のうちの一部(より具体的には、一つのU相のターン内接続導体41u及び一つのW相のターン内接続導体41wを除く七つのターン内接続導体41)が、周方向に配列されて一体化される他方側コイル端ユニットU2を形成している場合を例として説明した。また、他方側コイル端部接続工程S2b(P3、P7、P13)において、上記七つのターン内接続導体41が他方側コイル端ユニットU2を形成した状態で辺部導体21に接続される場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、七つのターン内接続導体41を個別に辺部導体21に接続する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。例えば、周方向他方側から周方向一方側に向かってV相のターン内接続導体41v、U相のターン内接続導体41u、W相のターン内接続導体41wの順に、順次辺部導体21と軸方向に接続する構成とすることができる(図10を参照)。軸方向他方側においては、ターン内接続導体41とターン間接続導体51とが別々の工程で接続され、一方側コイル端ユニットU1とは異なり、他方側コイル端ユニットU2は全周に亘って一体化されている訳ではないことから、上記のような接続方法を採用したとしても、各ターン内接続導体41と辺部導体21とを困難なく軸方向に接続することが可能だからである。
(10) In the first and second embodiments, a part of the nine in-turn connection conductors 41 (more specifically, one U-phase in-
(11)上記の各実施形態においては、本発明に係る回転電機用電機子を、インナーロータ型の回転電機1のステータ2に適用した場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、図25に示すように、アウターロータ型の回転電機1のステータ2に適用することも、本発明の好適な実施形態の一つである。当然ながら、この場合であっても、上記の各実施形態において、その好適な構成例として挙げて説明したいくつかの付加的技術を組み込むことが可能である。
(11) In each of the above embodiments, the case where the armature for a rotating electrical machine according to the present invention is applied to the
本発明は、軸方向に延びる複数のスロットが周方向に分散配置された円筒状のコアと、スロットに分布巻で巻装される複数相のコイルと、を有する回転電機用電機子に好適に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for an armature for a rotating electrical machine having a cylindrical core in which a plurality of slots extending in the axial direction are distributed in the circumferential direction, and a plurality of coils wound around the slots in a distributed winding manner. Can be used.
1 回転電機
2 ステータ(電機子)
11 ステータコア(コア)
11a 軸方向端面
12 スロット
13 内周開口部(開口部)
14 スロット内部
15 ティース
16 周方向突出部
17 周方向壁部
19 コイル
21 辺部導体
22 軸方向突起部
31 端部導体
35 段差部
36 一方側部分
37 他方側部分
41 ターン内接続導体
45 段差部
51 ターン間接続導体
55 段差部
61 中性導体
65 段差部
81 U字型導体
91 径方向突出部
92 挿通孔
U1 一方端コイルユニット
1 Rotating
11 Stator core (core)
11a Axial end face 12
14
Claims (7)
前記コイルが、前記スロット内に配置される複数の辺部導体と、異なる前記スロット内に配置される前記辺部導体間を前記コアの軸方向両端部において周方向に接続する複数の端部導体と、を備えて構成された回転電機用電機子であって、
前記コアの少なくとも軸方向一方側における前記端部導体が、周方向の所定位置に軸方向の段差部を有する板状部材からなるとともに、前記段差部に対して周方向一方側の一方側部分が、周方向他方側の他方側部分に対して軸方向外側に位置する形状とされ、
前記少なくとも軸方向一方側における複数の前記端部導体が、互いに隣接する前記端部導体間で前記一方側部分と前記他方側部分とが軸方向に重なる状態で周方向に配列されている回転電機用電機子。 A cylindrical core in which a plurality of axially extending slots are distributed in the circumferential direction; and a plurality of coils wound in a distributed winding around the slots;
The coil has a plurality of side conductors arranged in the slot and a plurality of side conductors connecting the side conductors arranged in the different slots in the circumferential direction at both axial ends of the core. And an armature for a rotating electric machine configured to include:
The end conductor on at least one axial side of the core is made of a plate-like member having an axial step at a predetermined position in the circumferential direction, and one side portion on one circumferential side with respect to the step is The shape is located on the outer side in the axial direction with respect to the other side portion on the other side in the circumferential direction,
The rotating electric machine in which the plurality of end conductors on at least one axial side are arranged in the circumferential direction with the one side portion and the other side portion overlapping in the axial direction between the adjacent end conductors. Armature.
それぞれの前記スロット内に複数本の前記辺部導体が径方向に並べて配置されるとともに、前記辺部導体における前記コアの軸方向端面からの突出高さが、径方向一方側の辺部導体から径方向他方側の辺部導体へ向かって順次高くなるように設定され、
異なる前記スロット内に配置され、かつ、径方向で同じ位置に配置されるそれぞれの前記辺部導体が、同一の前記端部導体に接続されている請求項1に記載の回転電機用電機子。 The end conductor is arranged on one side in the radial direction with respect to the connected side conductor,
A plurality of the side conductors are arranged in a radial direction in each of the slots, and the protruding height from the axial end surface of the core in the side conductor is from the side conductor on one side in the radial direction. It is set to increase sequentially toward the side conductor on the other side in the radial direction,
2. The armature for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the side conductors arranged in different slots and arranged at the same position in the radial direction are connected to the same end conductor.
前記コアに対して軸方向他方側における前記端部導体は、いずれも周方向の所定位置に軸方向の段差部を有する板状部材からなるターン内接続導体、ターン間接続導体及び中性導体を有して構成されるとともに、当該軸方向他方側において、
前記スロット内において径方向で内側又は外側からk番目(kは1以上n未満の全ての自然数)に配置された前記辺部導体のうちのいずれかと、(k+1)番目に配置された前記辺部導体のうちのいずれかとが、各相のコイルをなす前記ターン間接続導体で接続され、
前記ターン間接続導体に接続されていない前記辺部導体どうしは、各相のコイルをなす前記ターン内接続導体でそれぞれ接続され、
前記スロット内において径方向で内側又は外側からn番目に配置された前記辺部導体のうち、前記ターン間接続導体及び前記ターン内接続導体のいずれにも接続されていない各相のコイルをなす前記辺部導体が、前記中性導体に接続されている請求項2から4のいずれか一項に記載の回転電機用電機子。 In each of the slots, n (n is a natural number of 2 or more) side conductors are disposed,
The end conductors on the other side in the axial direction with respect to the core are each composed of an in-turn connection conductor, an inter-turn connection conductor, and a neutral conductor made of a plate-like member having an axial step at a predetermined position in the circumferential direction. And having the other side in the axial direction,
One of the side conductors arranged kth from the inside or outside in the slot in the radial direction (k is a natural number of 1 or more and less than n), and the side arranged at the (k + 1) th Any one of the conductors is connected by the inter-turn connection conductor forming a coil of each phase,
The side conductors that are not connected to the inter-turn connection conductor are respectively connected by the in-turn connection conductor that forms a coil of each phase,
Among the side conductors arranged nth from the inside or outside in the radial direction in the slot, the coils of each phase that are not connected to either the inter-turn connection conductor or the in-turn connection conductor The armature for rotating electrical machines according to any one of claims 2 to 4, wherein a side conductor is connected to the neutral conductor.
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