JP2016144230A - Rotary electric machine stator - Google Patents

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由紀子 中野
Yukiko Nakano
由紀子 中野
服部 宏之
Hiroyuki Hattori
宏之 服部
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a conductor segment from being damaged by a stator core and to prevent an insulation sheet within a slot from being displaced from a desired position when inserting the conductor segment into the slot in a rotary electric machine stator.SOLUTION: A stator includes a stator core, a segment coil, a resin stator cuff support and an insulation sheet. The stator cuff support is disposed outside of one end face in an axial direction of teeth. The segment coil is passed through the slot, wound around the teeth and formed by coupling a plurality of conductor segments of which the portions protruding outside of one end of the stator core in the axial direction are brought into contact with the stator cuff support. The insulation sheet includes: an axial direction face part that is disposed along a side face in a circumferential direction of the teeth; and a circumferential direction end part which is disposed along one end face in the axial direction of the teeth and held between one end face in the axial direction of the teeth and the stator cuff support.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、ステータコアのティースに巻回された複数の導体セグメントを連結して形成したセグメントコイルと、導体セグメントとステータコアとを絶縁する絶縁シートとを含む回転電機ステータに関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine stator including a segment coil formed by connecting a plurality of conductor segments wound around teeth of a stator core, and an insulating sheet that insulates the conductor segments from the stator core.

従来から、回転電機のステータコイルについて、複数の導体セグメントを連結して形成したセグメントコイルを用いる場合がある。また、導体セグメントとステータコアとの間に電気絶縁性を有する絶縁シートを配置することによって、ステータコアとセグメントコイルとを絶縁する場合がある。   Conventionally, a segment coil formed by connecting a plurality of conductor segments may be used for a stator coil of a rotating electrical machine. In some cases, the stator core and the segment coil are insulated by disposing an insulating sheet having electrical insulation between the conductor segment and the stator core.

特許文献1には、ステータコアの隣り合うティースの間に形成されるスロットに、断面がU字形の筒状に曲げ形成された絶縁シートを挿入し、ティースの周囲に絶縁シートを介して導体セグメントを巻回する構成が記載されている。   In Patent Document 1, an insulating sheet bent into a cylindrical shape having a U-shaped cross section is inserted into a slot formed between adjacent teeth of a stator core, and a conductor segment is disposed around the teeth via the insulating sheet. A configuration for winding is described.

特開2002−165421号公報JP 2002-165421 A

特許文献1に記載された構成では、ティースに導体セグメントを巻回するために導体セグメントをスロットに挿入する。そしてこのスロットへの導体セグメントの挿入時に、絶縁シートが導体セグメントに引きずられて移動する場合がある。これによって、絶縁シートが所望の配置位置からずれて、ステータコアと導体セグメントとの間の所望の位置を良好に絶縁できない可能性がある。   In the configuration described in Patent Document 1, the conductor segment is inserted into the slot in order to wind the conductor segment around the teeth. When the conductor segment is inserted into the slot, the insulating sheet may move while being dragged by the conductor segment. As a result, the insulating sheet may deviate from the desired arrangement position, and the desired position between the stator core and the conductor segment may not be satisfactorily insulated.

また、導体セグメントのスロットへの挿入時に、導体セグメントがステータコアに接触して損傷することを防止することが望まれる。   It is also desirable to prevent the conductor segment from contacting and damaging the stator core when the conductor segment is inserted into the slot.

本発明の目的は、導体セグメントのステータコアによる損傷を防止でき、かつ、スロット内の絶縁シートが、スロットに導体セグメントを挿入する際に所望位置からずれることを抑制できる回転電機ステータを提供することである。   An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine stator that can prevent a conductor segment from being damaged by a stator core and that can prevent the insulating sheet in the slot from shifting from a desired position when the conductor segment is inserted into the slot. is there.

本発明に係る回転電機ステータは、円環状のヨーク、前記ヨークの内周面の周方向複数位置から径方向に突出するティース、及び隣り合う前記ティースの間に形成された複数のスロットを有するステータコアと、前記ティースの軸方向一端面の外側に配置された樹脂製のステータカフサと、前記スロットを通って前記ティースに巻回された複数の導体セグメントであって、前記ステータコアの軸方向一端よりも外側に突出する部分が前記ステータカフサに接触する複数の導体セグメントを連結して形成したセグメントコイルと、前記ティースの周方向側面に沿って配置される軸方向面部、及び、前記ティースの軸方向一端面に沿って配置され、前記ティースの軸方向一端面及び前記ステータカフサで挟まれる周方向端部を有する絶縁シートとを備える。   A rotating electrical machine stator according to the present invention includes an annular yoke, teeth projecting radially from a plurality of circumferential positions on the inner circumferential surface of the yoke, and a plurality of slots formed between adjacent teeth. A resin-made stator cuff disposed on the outside of one end surface in the axial direction of the teeth, and a plurality of conductor segments wound around the teeth through the slot, the outer side being one end in the axial direction of the stator core. A segment coil formed by connecting a plurality of conductor segments in contact with the stator cuff, an axial surface portion disposed along a circumferential side surface of the teeth, and an axial end surface of the teeth An insulating sheet having a circumferential end that is disposed along the axial end of the teeth and sandwiched between the stator cuffs Provided.

本発明に係る回転電機ステータによれば、導体セグメントのステータコアによる損傷を防止でき、かつ、スロット内の絶縁シートが、スロットに導体セグメントを挿入する際に所望位置からずれることを抑制できる。   According to the rotating electrical machine stator according to the present invention, it is possible to prevent the conductor segment from being damaged by the stator core, and to suppress the insulating sheet in the slot from being displaced from a desired position when the conductor segment is inserted into the slot.

本発明に係る実施形態の回転電機ステータの周方向一部を径方向外側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the circumferential direction part of the rotary electric machine stator of embodiment which concerns on this invention from the radial direction outer side. 図1の回転電機ステータにおいて、導体セグメント及び一部のステータカフサを省略して、径方向内側から見た斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the rotating electrical machine stator of FIG. 1 as viewed from the inside in the radial direction, omitting conductor segments and some stator cuffs. (a)は、図2から絶縁シートを取り出して示す斜視図であり、(b)は、(a)を上方から見た図である。(A) is the perspective view which takes out and shows an insulating sheet from FIG. 2, (b) is the figure which looked at (a) from the upper direction. 図1の回転電機ステータに含まれるセグメントコイルを構成する導体セグメントにおいて、ステータコアへの装着前の状態を示す図である。It is a figure which shows the state before mounting | wearing with a stator core in the conductor segment which comprises the segment coil contained in the rotary electric machine stator of FIG. 図2のA−A断面相当図において、ティースの軸方向両側にステータカフサ及び第2ステータカフサを配置して、ティースに導体セグメントを巻回した図である。FIG. 3 is a view in which a stator cuff and a second stator cuff are arranged on both sides in the axial direction of a tooth and a conductor segment is wound around the tooth in the AA cross-sectional view of FIG. 2. 絶縁シートの別例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of an insulating sheet.

以下に図面を用いて本発明に係る実施形態につき、詳細に説明する。以下で説明する形状、材質、数量などは説明のための例示であって、回転電機ステータの仕様により変更が可能である。以下では、同様の構成には同一の符号を付して説明する。なお、回転電機ステータは、回転軸に固定されたロータと組み合わせて回転電機を構成する。回転電機は、モータまたは発電機、またはモータ及び発電機の両方の機能を有するモータジェネレータとして用いられる。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The shapes, materials, quantities, and the like described below are illustrative examples and can be changed depending on the specifications of the rotating electrical machine stator. Below, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same structure. The rotating electrical machine stator constitutes the rotating electrical machine in combination with a rotor fixed to the rotating shaft. The rotating electrical machine is used as a motor or a generator, or a motor generator having both functions of a motor and a generator.

図1は、本実施形態の回転電機ステータ10の周方向一部を径方向外側から見た斜視図である。図2は、回転電機ステータ10において、導体セグメント及び一部のステータカフサを省略して、径方向内側から見た斜視図である。以下、回転電機ステータ10は単にステータ10という。   FIG. 1 is a perspective view of a part of the rotating electrical machine stator 10 of this embodiment as viewed from the outside in the radial direction. FIG. 2 is a perspective view of the rotating electrical machine stator 10 as viewed from the inside in the radial direction, omitting the conductor segments and some of the stator cuffs. Hereinafter, the rotating electrical machine stator 10 is simply referred to as a stator 10.

ステータ10は、ステータコア12と、複数のステータカフサ30と、ステータコイル40と、複数の絶縁シート50とを備える。ステータコイル40は、U相コイル41u、V相コイル41v、及びW相コイル41wの集合体として構成される。   The stator 10 includes a stator core 12, a plurality of stator cuffs 30, a stator coil 40, and a plurality of insulating sheets 50. Stator coil 40 is configured as an assembly of U-phase coil 41u, V-phase coil 41v, and W-phase coil 41w.

ステータコア12は、磁性材である電磁鋼板を複数個、軸方向に積層することにより形成される。ステータコア12は、円環状のヨーク13と、ヨーク13の内周面の周方向複数位置から径方向に突出する複数のティース14とを有する。ステータコア12は、隣り合うティース14の間に形成された複数のスロット15を有する。   The stator core 12 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates, which are magnetic materials, in the axial direction. The stator core 12 includes an annular yoke 13 and a plurality of teeth 14 projecting radially from a plurality of positions in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the yoke 13. Stator core 12 has a plurality of slots 15 formed between adjacent teeth 14.

ステータコア12は、樹脂バインダと磁性材粉末を加圧成形することにより形成されてもよい。ここで、「周方向」とは、ステータ10の中心軸を中心とする円周方向をいう。なお、「径方向」とは、ステータ10の中心軸に対し直交する放射方向をいい、「軸方向」とはステータ10の軸方向をいう。   The stator core 12 may be formed by pressure molding a resin binder and magnetic material powder. Here, the “circumferential direction” refers to a circumferential direction around the central axis of the stator 10. The “radial direction” refers to a radial direction orthogonal to the central axis of the stator 10, and the “axial direction” refers to the axial direction of the stator 10.

図2に示すように、複数のステータカフサ30のそれぞれは、ステータコア12において対応する1つのティース14の軸方向一端面(図2の上端面)の外側に、後述する絶縁シート50を介して重ね配置される。図2では、ステータカフサ30として、1つのステータカフサ30のみを示しているが、実際には図1に示すように複数のステータカフサ30のそれぞれが、対応するティース14(図2)上に配置される。   As shown in FIG. 2, each of the plurality of stator cuffs 30 is arranged on the outside of one axial end surface (upper end surface in FIG. 2) of one tooth 14 corresponding to the stator core 12 via an insulating sheet 50 described later. Is done. In FIG. 2, only one stator cuff 30 is shown as the stator cuff 30, but actually, as shown in FIG. 1, each of the plurality of stator cuffs 30 is disposed on the corresponding tooth 14 (FIG. 2).

ステータカフサ30は、ティース14上に配置される本体部31と、本体部31の周方向両端部において、軸方向に関してステータコア12側に突出する2つの脚部32とを有する。本体部31は、四角柱状で上端の周方向両端が面取りされて径方向に見て上端が円弧とされる。2つの脚部32は、平行な平板状に形成されて、本体部31が配置されるティース14の両側のスロット15において、軸方向一端部(図2の上端部)の内側に挿入される。   The stator cuff 30 includes a main body portion 31 disposed on the teeth 14 and two leg portions 32 projecting toward the stator core 12 in the axial direction at both circumferential ends of the main body portion 31. The main body 31 has a quadrangular prism shape, and both ends in the circumferential direction at the upper end are chamfered, and the upper end is formed into an arc when viewed in the radial direction. The two leg portions 32 are formed in parallel flat plate shapes, and are inserted inside one axial end portion (upper end portion in FIG. 2) in the slots 15 on both sides of the tooth 14 where the main body portion 31 is disposed.

ステータカフサ30は、後述するセグメントコイル42を構成する導体セグメント43(図4参照)のスロット15への挿入時の損傷を防止し、かつ、後述する絶縁シート50を、ティース14とで挟んで絶縁シート50の位置ずれを抑制する。   The stator cuff 30 prevents damage when a conductor segment 43 (see FIG. 4) constituting a segment coil 42 described later is inserted into the slot 15, and an insulating sheet 50 described later is sandwiched between the teeth 14 and the insulating sheet. 50 position shift is suppressed.

図1に戻って、各相コイル41u、41v、41wは、ステータカフサ30を介してティース14(図2)に巻回される。各相コイル41u、41v、41wは、複数のセグメントコイル42を環状に連結して形成される。各セグメントコイル42は、ステータコア12のスロット15を通ってティース14に巻回された複数の導体セグメント43(図1、図4)を連結することにより形成される。   Returning to FIG. 1, the phase coils 41 u, 41 v, 41 w are wound around the teeth 14 (FIG. 2) via the stator cuffs 30. Each phase coil 41u, 41v, 41w is formed by connecting a plurality of segment coils 42 in an annular shape. Each segment coil 42 is formed by connecting a plurality of conductor segments 43 (FIGS. 1 and 4) wound around the teeth 14 through the slots 15 of the stator core 12.

図3の(a)は、図2から絶縁シート50を取り出して示す斜視図であり、図3の(b)は、(a)を上方から見た図である。絶縁シート50は、ステータコア12のスロット15内に挿入されるスロット内配置部51と、スロット15の軸方向一端より外側で、ステータコア12の軸方向端面に沿って配置されるコア端面配置部53とを含む。   3A is a perspective view showing the insulating sheet 50 taken out from FIG. 2, and FIG. 3B is a view of FIG. 3A as viewed from above. The insulating sheet 50 includes an in-slot arrangement portion 51 that is inserted into the slot 15 of the stator core 12, and a core end surface arrangement portion 53 that is disposed outside the one axial end of the slot 15 and along the axial end surface of the stator core 12. including.

スロット内配置部51は、略平行な第1軸方向面部51a及び第2軸方向面部51bと、第1軸方向面部51a及び第2軸方向面部51bの径方向外端を連結する連結面部51cとを有する。第1軸方向面部51aは、ステータコア12の隣り合う2つのティース14のうち、一方(図2の右側)のティース14の周方向他方側面(図2の左側面)に沿って配置され重ね合されて、この他方側面のほぼすべてを覆う。第2軸方向面部51bは、隣り合う2つのティース14のうち、他方(図2の左側)のティース14の周方向一方側面(図2の右側面)に沿って配置され重ね合されて、この一方側面のほぼすべてを覆う。連結面部51cはステータコア12のヨーク13の内周面において、2つのティース14の間部分に対向してこの間部分のほぼすべてを覆う。なお、図2では絶縁シート50の形状を分かりやすくするために、絶縁シート50の各軸方向面部51a、51bがティース14の周方向側面から少し離れるように示しているが、実際には後述する図5に示すように、各軸方向面部51a、51bはティース14の周方向側面に接触して重ね合される。   The in-slot arrangement portion 51 includes a first axial surface portion 51a and a second axial surface portion 51b that are substantially parallel, and a connecting surface portion 51c that connects the radially outer ends of the first axial surface portion 51a and the second axial surface portion 51b. Have The first axial surface portion 51a is disposed and overlapped along the other circumferential side surface (left side surface in FIG. 2) of one (right side in FIG. 2) of two adjacent teeth 14 of the stator core 12. Cover almost all of the other side. The 2nd axial direction surface part 51b is arrange | positioned and overlapped along the circumferential direction one side surface (right side surface of FIG. 2) of the tooth | gear 14 of the other (left side of FIG. 2) among two adjacent teeth 14. On the other hand, it covers almost all sides. The connecting surface portion 51 c faces the portion between the two teeth 14 on the inner peripheral surface of the yoke 13 of the stator core 12 and covers almost all of the portion between the two teeth 14. In FIG. 2, in order to facilitate understanding of the shape of the insulating sheet 50, the axial surface portions 51 a and 51 b of the insulating sheet 50 are shown as being slightly separated from the circumferential side surface of the tooth 14, but in practice, they will be described later. As shown in FIG. 5, the axial surface portions 51 a and 51 b are brought into contact with and overlapped with the circumferential side surface of the tooth 14.

コア端面配置部53は、隣り合うティース14の軸方向一端面(図2の上端面)と、ヨーク13においてティース14間の軸方向一端面とに連続して沿うように、U字形に形成される。コア端面配置部53は、周方向一方側(図3の左側)の第1周方向端部53a、周方向他方側(図3の右側)の第2周方向端部53b、及び連結部53cを有する。第1周方向端部53a及び第2周方向端部53bは、略平行である。連結部53cは、第1周方向端部53a及び第2周方向端部53bの径方向外端を直線状に連結する。コア端面配置部53のU字形の内周部に、スロット内配置部51の軸方向一端(図2、図3の上端)が結合される。例えば、スロット内配置部51を平面状の第1素材により形成し、コア端面配置部53をU字形で平面状の第2素材により形成する。第1素材の軸方向一端縁の2個所位置には軸方向の短い切込みを形成する。そして、各切込みの方向に沿うように第1素材をU字形に曲げ形成して各軸方向面部51a、51b及び連結面部51cを形成する。また、第1素材の軸方向一端部を各切込みの長さ分、U字形の外側に直角に折り曲げて、図3(b)に示すように接着代51d、51e、51fを形成する。そして、コア端面配置部53を形成する第2素材の内周部に、第1素材の各接着代51d、51e、51fを接着して結合する。   The core end surface arrangement portion 53 is formed in a U shape so as to continuously follow one axial end surface (the upper end surface in FIG. 2) of adjacent teeth 14 and one axial end surface between the teeth 14 in the yoke 13. The The core end surface arrangement portion 53 includes a first circumferential end 53a on one circumferential side (left side in FIG. 3), a second circumferential end 53b on the other circumferential side (right side in FIG. 3), and a connecting portion 53c. Have. The first circumferential end 53a and the second circumferential end 53b are substantially parallel. The connection part 53c connects the radial direction outer end of the 1st circumferential direction edge part 53a and the 2nd circumferential direction edge part 53b linearly. One end in the axial direction (the upper end in FIGS. 2 and 3) of the in-slot arrangement portion 51 is coupled to the U-shaped inner peripheral portion of the core end surface arrangement portion 53. For example, the in-slot arrangement portion 51 is formed from a planar first material, and the core end surface arrangement portion 53 is formed from a U-shaped second planar material. Short cuts in the axial direction are formed at two positions on one end edge in the axial direction of the first material. Then, the first material is bent into a U shape along the direction of each cut to form the axial surface portions 51a and 51b and the connecting surface portion 51c. Further, one end portion in the axial direction of the first material is bent at right angles to the outside of the U shape by the length of each notch to form bonding margins 51d, 51e, and 51f as shown in FIG. 3B. Then, the bonding margins 51d, 51e, and 51f of the first material are bonded and bonded to the inner peripheral portion of the second material forming the core end surface arrangement portion 53.

絶縁シート50は、例えば電気的絶縁性を有する絶縁紙によって形成される。絶縁シート50は、電気的絶縁性を有する材料から形成されるものであれば、絶縁紙以外でも、樹脂製のシート、またはフィルム、または不織布などが用いられてもよい。   The insulating sheet 50 is formed of, for example, insulating paper having electrical insulation. As long as the insulating sheet 50 is formed from an electrically insulating material, a resin sheet, a film, a nonwoven fabric, or the like may be used other than the insulating paper.

絶縁シート50は、後述する導体セグメント43(図4)とステータコア12とを絶縁する。絶縁シート50のコア端面配置部53は、スロット15の軸方向一端より外側で、ステータコア12の軸方向一端面におけるスロット15の開口端周辺部に配置される。このとき、隣り合うティース14の軸方向一端面に沿って、コア端面配置部53の第1周方向端部53a及び第2周方向端部53bが配置される。これによって、ステータコア12の1つのティース14上には2つの絶縁シート50が配置される。   The insulating sheet 50 insulates a conductor segment 43 (FIG. 4), which will be described later, and the stator core 12. The core end surface arrangement portion 53 of the insulating sheet 50 is arranged outside the one end in the axial direction of the slot 15 and in the periphery of the opening end of the slot 15 on the one end surface in the axial direction of the stator core 12. At this time, the 1st circumferential direction edge part 53a and the 2nd circumferential direction edge part 53b of the core end surface arrangement | positioning part 53 are arrange | positioned along the axial direction one end surface of the adjacent teeth 14. FIG. As a result, two insulating sheets 50 are arranged on one tooth 14 of the stator core 12.

これについて、周方向に並んだ3つのティース14において、ステータコア12の周方向一方側(図2の右側)から他方側(図2の左側)へ順に14−1,14−2,14−3の符号を用いて説明する。また、周方向に並んだ4つの絶縁シート50に、周方向一方側から他方側へ順に50−1,50−2,50−3,50−4の符号を用いて説明する。   In this regard, in the three teeth 14 arranged in the circumferential direction, 14-1, 14-2, 14-3 in order from the circumferential side one side (right side in FIG. 2) to the other side (left side in FIG. 2) of the stator core 12. This will be described using reference numerals. Moreover, it demonstrates using the code | symbol of 50-1, 50-2, 50-3, 50-4 to the four insulation sheets 50 located in a line with the circumferential direction in order from the circumferential direction one side to the other side.

周方向一方側のティース14−1の周方向両側のスロット15には、周方向に隣り合う2つの絶縁シート50−1,50−2が挿入される。ティース14−1の軸方向一端面には、2つの絶縁シート50−1,50−2のうち、一方の絶縁シート50−1の第2周方向端部53bと、他方の絶縁シート50−2の第1周方向端部53aとが配置される。   Two insulating sheets 50-1 and 50-2 adjacent in the circumferential direction are inserted into the slots 15 on both circumferential sides of the teeth 14-1 on the circumferential side. Of the two insulating sheets 50-1 and 50-2, the second circumferential end 53b of one insulating sheet 50-1 and the other insulating sheet 50-2 are disposed on one axial end surface of the teeth 14-1. 1st circumferential direction edge part 53a is arrange | positioned.

また、周方向他方側のティース14−3の周方向両側のスロット15には、周方向に隣り合う2つの絶縁シート50−3,50−4が挿入される。ティース14−3の軸方向一端面には、2つの絶縁シート50−3,50−4のうち、一方の絶縁シート50−3の第2周方向端部53bと、他方の絶縁シート50−4の第1周方向端部53aとが配置される。   Two insulating sheets 50-3 and 50-4 adjacent to each other in the circumferential direction are inserted into the slots 15 on both sides in the circumferential direction of the tooth 14-3 on the other circumferential side. Of the two insulating sheets 50-3 and 50-4, the second circumferential end 53b of one insulating sheet 50-3 and the other insulating sheet 50-4 are provided on one axial end surface of the teeth 14-3. 1st circumferential direction edge part 53a is arrange | positioned.

周方向中間のティース14−2の軸方向一端面には、2つの絶縁シート50−2,50−3のうち、一方の絶縁シート50−2の第2周方向端部53bと、他方の絶縁シート50−3の第1周方向端部53aとが配置される。   Of the two insulation sheets 50-2 and 50-3, the second circumferential end 53b of one insulation sheet 50-2 and the other insulation are provided on one axial end surface of the circumferential middle teeth 14-2. A first circumferential end 53a of the sheet 50-3 is disposed.

そして、中間のティース14−2について示すように、ティース14−2の軸方向一端面の外側に、ステータカフサ30とティース14−2の軸方向一端面とで、2つの絶縁シート50−2、50−3のうち、ティース14−2上に配置される周方向端部53b、53aを挟んでいる。   And as shown about the intermediate teeth 14-2, two insulating sheets 50-2, 50 are provided outside the one end surface in the axial direction of the teeth 14-2 by the stator cuff 30 and the one end surface in the axial direction of the teeth 14-2. -3, circumferential end portions 53b and 53a arranged on the teeth 14-2 are sandwiched.

次に、各相コイル41u、41v、41wを構成するセグメントコイル42を説明する。図4は、セグメントコイル42を構成する導体セグメント43において、ステータコア12への装着前の状態を示す図である。導体セグメント43は、ステータコア12への装着前の状態で、2つの直線状の脚部44と、脚部44を連結する連結部45とを有し、U字形に形成される。導体セグメント43は平角線である導体素線46が絶縁皮膜47で被覆されるとともに、導体素線46の両端部が絶縁皮膜47から露出している。   Next, the segment coil 42 which comprises each phase coil 41u, 41v, 41w is demonstrated. FIG. 4 is a diagram showing a state before the conductor segment 43 constituting the segment coil 42 is attached to the stator core 12. The conductor segment 43 has two straight leg portions 44 and a connecting portion 45 that connects the leg portions 44 before being attached to the stator core 12, and is formed in a U shape. In the conductor segment 43, a conductor wire 46, which is a flat wire, is covered with an insulating film 47, and both end portions of the conductor element wire 46 are exposed from the insulating film 47.

図5は、図2のA−A断面相当図において、ティース14の軸方向両側にステータカフサ30及び第2ステータカフサ60を配置して、ティース14に導体セグメント43を巻回した図である。なお、図5では、絶縁シート50の形状を分かりやすくするために、絶縁シート50の厚みを誇張して示している。   FIG. 5 is a view in which the stator cuff 30 and the second stator cuff 60 are disposed on both sides in the axial direction of the tooth 14 and the conductor segment 43 is wound around the tooth 14 in the AA cross-sectional view of FIG. In FIG. 5, the thickness of the insulating sheet 50 is exaggerated for easy understanding of the shape of the insulating sheet 50.

セグメントコイル42を形成する場合、複数の導体セグメント43を径方向に並べた状態で、図2に矢印αで示すようにステータコア12の上側から下側に、各導体セグメント43の脚部44をステータコア12の周方向に離れた2つのスロット15に挿入する。そして、図5に示すように各脚部44の先端部でステータコア12の下端から突出させた部分を周方向に対し傾斜する方向に曲げ形成する。このとき、導体セグメント43の連結部45において、直線状の脚部44との近傍部分がステータカフサ30の本体部31の面取りに接触する。   When the segment coil 42 is formed, a plurality of conductor segments 43 are arranged in the radial direction, and the leg portions 44 of the conductor segments 43 are connected to the stator core 12 from the upper side to the lower side of the stator core 12 as indicated by an arrow α in FIG. Twelve circumferentially spaced two slots 15 are inserted. Then, as shown in FIG. 5, the portion protruding from the lower end of the stator core 12 at the tip of each leg 44 is bent and formed in a direction inclined with respect to the circumferential direction. At this time, in the connecting portion 45 of the conductor segment 43, the vicinity of the linear leg portion 44 contacts the chamfering of the main body portion 31 of the stator cuff 30.

ステータカフサ30は樹脂により形成されるので、導体セグメント43が接触しても絶縁皮膜47の損傷を防止できる。なお、図5では、ステータコア12の軸方向他端面(図5の下端面)に第2ステータカフサ60が配置される状態を示している。第2ステータカフサ60は、ステータコア12の軸方向一端に配置されるステータカフサ30において、両側の脚部32が省略された形状である。第2ステータカフサ60は、導体セグメント43の脚部44の曲げ形成時に、下端の面取りに脚部44が接触して曲げられることで、曲げ形成作業を容易にする。   Since the stator cuff 30 is made of resin, damage to the insulating film 47 can be prevented even if the conductor segment 43 contacts. FIG. 5 shows a state in which the second stator cuff 60 is disposed on the other axial end surface (the lower end surface in FIG. 5) of the stator core 12. The second stator cuff 60 has a shape in which the leg portions 32 on both sides are omitted from the stator cuff 30 arranged at one end of the stator core 12 in the axial direction. The second stator cuff 60 facilitates the bending work by bending the leg 44 in contact with the chamfer at the lower end when the leg 44 of the conductor segment 43 is bent.

また、ステータカフサ30及び第2ステータカフサ60は、導体セグメント43のスロット15への挿入時に、内周側と外周側とから図示しない治具で径方向に挟んで保持されてもよい。例えば図示しない第1治具が有する円柱状の柱部をステータコア12の内側に挿入し、柱部のうち、ステータコア12の軸方向両端より突出した部分の外周面に、各ステータカフサ30及び各第2ステータカフサ60の径方向内端を突き当てる。そして、図示しない第2治具が有する複数の径方向移動部を、各ステータカフサ30及び各第2ステータカフサ60の径方向外端に径方向に押し付けてもよい。径方向移動部は、固定の部分に対し径方向に沿って移動可能に保持される。ステータカフサ30を第1治具及び第2治具で保持することにより、ステータカフサ30とステータコア12とで絶縁シート50を保持する保持力が向上する。なお、ステータコア12は第1治具により保持されてもよい。また、第2ステータカフサ60は省略されてもよい。   The stator cuff 30 and the second stator cuff 60 may be held in a radial direction by a jig (not shown) from the inner peripheral side and the outer peripheral side when the conductor segment 43 is inserted into the slot 15. For example, a columnar column part included in a first jig (not shown) is inserted inside the stator core 12, and each stator cuff 30 and each second cuff are provided on the outer peripheral surface of the column part protruding from both axial ends of the stator core 12. The radial inner end of the stator cuff 60 is abutted. And you may press the some radial direction movement part which the 2nd jig | tool which is not shown in figure to the radial direction outer end of each stator cuff 30 and each 2nd stator cuff 60 in radial direction. The radial direction moving part is held movably along the radial direction with respect to the fixed part. By holding the stator cuff 30 with the first jig and the second jig, the holding force for holding the insulating sheet 50 between the stator cuff 30 and the stator core 12 is improved. The stator core 12 may be held by the first jig. Further, the second stator cuff 60 may be omitted.

導体セグメント43の脚部44の両端部で、ステータコア12の軸方向他端面から下側に突出した部分の先端部には、軸方向に伸びる軸方向端部48が形成される。導体セグメント43の軸方向端部48は、別の導体セグメント43の図示しない軸方向端部と径方向に重ね合されて溶接接合される。これによって、複数のティース14を跨ぐようにコイルの1巻き部分が形成される。これを径方向に並んで配置された複数の導体セグメント43の軸方向端部48の径方向に重ね合された部分を接合するように繰り返すことで、1つの単位コイルであるセグメントコイル42が形成される。これによって、セグメントコイル42は、複数の導体セグメント43が連結されて形成される。このとき、導体セグメント43のスロット15内への挿入部分とステータコア12とは、絶縁シート50のスロット内配置部51によって絶縁される。そして、ステータコア12の周方向複数個所に巻回され配置されたセグメントコイル42が環状に連結されることによって、U,V,W相の各相コイル41u、41v、41w(図1)が形成される。   At both ends of the leg portion 44 of the conductor segment 43, axial end portions 48 extending in the axial direction are formed at the tip portions of the portions protruding downward from the other axial end surface of the stator core 12. An end 48 in the axial direction of the conductor segment 43 is overlapped with and welded to an axial end (not shown) of another conductor segment 43 in the radial direction. Thus, one winding portion of the coil is formed so as to straddle the plurality of teeth 14. By repeating this so as to join the radially overlapped portions of the axial end portions 48 of the plurality of conductor segments 43 arranged side by side in the radial direction, a segment coil 42 as one unit coil is formed. Is done. Accordingly, the segment coil 42 is formed by connecting a plurality of conductor segments 43. At this time, the portion of the conductor segment 43 inserted into the slot 15 and the stator core 12 are insulated by the in-slot arrangement portion 51 of the insulating sheet 50. Then, the segment coils 42 wound and arranged at a plurality of locations in the circumferential direction of the stator core 12 are connected in an annular shape, thereby forming the U, V, W phase coils 41u, 41v, 41w (FIG. 1). The

図1では、複数のU相のセグメントコイル42が環状に連結されてなる、U相第1連結コイル要素49u1と、別の複数のU相のセグメントコイル42が環状に連結されてなるU相第2連結コイル要素49u2とを形成した場合を示している。U相第1連結コイル要素49u1の一端とU相第2連結コイル要素49u2の一端とが連結されて、U相コイル41uが形成される。U相第2連結コイル要素49u2は、U相第1連結コイル要素49u1に対し周方向一方側(図1の右側)に1つずれたスロット15に挿入される。   In FIG. 1, a U-phase first connected coil element 49u1 formed by annularly connecting a plurality of U-phase segment coils 42 and a U-phase first connected coil element 49u1 formed by annularly connecting a plurality of other U-phase segment coils 42. The case where the 2 connection coil element 49u2 is formed is shown. One end of the U-phase first connection coil element 49u1 and one end of the U-phase second connection coil element 49u2 are connected to form a U-phase coil 41u. The U-phase second connecting coil element 49u2 is inserted into the slot 15 that is shifted by one to the circumferential direction one side (right side in FIG. 1) with respect to the U-phase first connecting coil element 49u1.

V相コイル41v及びW相コイル41wもU相コイル41uと同様に形成される。U相コイル41u、V相コイル41v及びW相コイル41wは、ステータコア12の周方向にずれたスロット15に挿入される。これによって、ステータコア12のティース14に分布巻きで巻回された3相のステータコイル40が形成される。   The V-phase coil 41v and the W-phase coil 41w are formed in the same manner as the U-phase coil 41u. The U-phase coil 41 u, the V-phase coil 41 v, and the W-phase coil 41 w are inserted into the slots 15 that are shifted in the circumferential direction of the stator core 12. As a result, a three-phase stator coil 40 is formed which is wound around the teeth 14 of the stator core 12 by distributed winding.

また、ティース14にステータコイル40が巻回された状態で、ステータコア12にステータコイル40が固定される。このとき、例えばステータコア12及びステータコイル40の上側からワニスを滴下するなどによって、ステータコア12とステータコイル40との間にワニスを含浸させ固化させる。   Further, the stator coil 40 is fixed to the stator core 12 in a state where the stator coil 40 is wound around the teeth 14. At this time, the varnish is impregnated between the stator core 12 and the stator coil 40, for example, by dropping the varnish from above the stator core 12 and the stator coil 40, and solidifying.

なお、ステータカフサ30は、第1治具及び第2治具で径方向両側から挟んで保持するのではなく、複数の細い棒状の部分を有する治具で各ステータカフサ30を上側から押さえることにより保持してもよい。第2ステータカフサ60も、複数の細い棒状の部分を有する治具で各第2ステータカフサ60を下側から押さえることにより保持してもよい。   The stator cuff 30 is not held by being held by the first jig and the second jig from both sides in the radial direction, but is held by pressing each stator cuff 30 from the upper side with a jig having a plurality of thin rod-like portions. May be. The second stator cuffs 60 may also be held by pressing the second stator cuffs 60 from below with a jig having a plurality of thin rod-like portions.

また、上記の説明における図2の上下方向の位置関係は逆にしてもよい。また、ステータカフサ30の2つの脚部32でティース14を周方向に強く挟み付けることができるのであれば、スロット15内への導体セグメント43の挿入時にステータカフサ30を治具で保持する工程を省略することもできる。   Further, the positional relationship in the vertical direction of FIG. 2 in the above description may be reversed. If the teeth 14 can be strongly clamped in the circumferential direction by the two legs 32 of the stator cuff 30, the step of holding the stator cuff 30 with a jig when the conductor segment 43 is inserted into the slot 15 is omitted. You can also

本実施形態のステータ10によれば、絶縁シート50の周方向端部53a、53bがステータコア12のティース14の軸方向一端面に沿って配置され、ティース14の軸方向一端面とステータカフサ30とで周方向端部53a、53bが挟まれる。これによって、スロット15内の絶縁シート50が、スロット15に導体セグメント43を挿入する際に所望位置からずれることを抑制できる。特に、図2に矢印αで示すようにスロット15の軸方向一方側(図2の上側)から他方側(図2の下側)に向けて導体セグメント43が挿入される場合、導体セグメント43で絶縁シート50が挿入方向αに引き摺られる場合でもコア端面配置部53がストッパとして機能する。そして、ステータコア12の軸方向一端面にコア端面配置部53が係止される。これによって絶縁シート50の位置ずれをより効果的に抑制できる。   According to the stator 10 of the present embodiment, the circumferential end portions 53a and 53b of the insulating sheet 50 are arranged along one axial end surface of the teeth 14 of the stator core 12, and the axial end end surface of the teeth 14 and the stator cuff 30 The circumferential end portions 53a and 53b are sandwiched. Accordingly, it is possible to suppress the insulating sheet 50 in the slot 15 from being displaced from a desired position when the conductor segment 43 is inserted into the slot 15. In particular, when the conductor segment 43 is inserted from one side in the axial direction of the slot 15 (upper side in FIG. 2) to the other side (lower side in FIG. 2) as indicated by an arrow α in FIG. Even when the insulating sheet 50 is dragged in the insertion direction α, the core end surface arrangement portion 53 functions as a stopper. And the core end surface arrangement | positioning part 53 is latched by the axial direction one end surface of the stator core 12. As shown in FIG. As a result, the displacement of the insulating sheet 50 can be more effectively suppressed.

また、ティース14の軸方向一端面の外側にステータカフサ30が配置されるので、導体セグメント43のスロット15内への挿入時にステータコア12の軸方向一端に導体セグメント43が接触することがない。これによって、導体セグメント43のステータコア12の軸方向一端による損傷を防止できる。   Further, since the stator cuff 30 is disposed outside the one end surface in the axial direction of the teeth 14, the conductor segment 43 does not come into contact with one end in the axial direction of the stator core 12 when the conductor segment 43 is inserted into the slot 15. As a result, the conductor segment 43 can be prevented from being damaged by one end in the axial direction of the stator core 12.

また、実施形態では、導体セグメント43が絶縁シート50に接触して位置ずれすることがないように、ステータコア12の軸方向の端から大きく外側に外れた位置に導体セグメント43の曲げ起点を設ける必要がない。このため、ステータコイル40のコイルエンドの軸方向長さを小さくできるので、ステータ10全体の小型化を図れる。   Further, in the embodiment, it is necessary to provide the bending start point of the conductor segment 43 at a position greatly deviated from the axial end of the stator core 12 so that the conductor segment 43 does not contact the insulating sheet 50 and is not displaced. There is no. For this reason, since the axial length of the coil end of the stator coil 40 can be reduced, the overall size of the stator 10 can be reduced.

また、比較例として、ステータカフサを設けずに絶縁シート50の軸方向一端部の曲げ形成した端部をステータコア12の軸方向一端に係止することのみで絶縁シート50の位置ずれを防止する構成も考えられる。この比較例では絶縁シート50の曲げ形成した端部において、ステータコア12に対する係合強度を高くする必要があることから、この曲げ形成した端部の面積が大きくなるという不都合がある。実施形態ではステータカフサ30とティース14とで絶縁シート50の周方向端部53a、53bを挟むので、コア端面配置部53の面積を過度に大きくする必要がない。また、比較例のようにステータカフサを設けない場合には、導体セグメント43のスロット15への挿入時に導体セグメント43がステータコア12の軸方向一端に接触して損傷する可能性がある。実施形態ではこのような不都合を生じない。   Further, as a comparative example, there is also a configuration in which the displacement of the insulating sheet 50 is prevented only by locking the end portion of the insulating sheet 50 that is bent at one end in the axial direction to the one end in the axial direction of the stator core 12 without providing the stator cuff. Conceivable. In this comparative example, since it is necessary to increase the engagement strength with respect to the stator core 12 at the end portion of the insulating sheet 50 formed by bending, there is a disadvantage that the area of the end portion formed by bending is increased. In the embodiment, since the circumferential end portions 53 a and 53 b of the insulating sheet 50 are sandwiched between the stator cuff 30 and the teeth 14, it is not necessary to excessively increase the area of the core end surface arrangement portion 53. When the stator cuff is not provided as in the comparative example, the conductor segment 43 may come into contact with one axial end of the stator core 12 and be damaged when the conductor segment 43 is inserted into the slot 15. Such an inconvenience does not occur in the embodiment.

また、ステータカフサ30はティース14の両側のスロット15に挿入される2つの脚部32を有するので、ステータカフサ30の周方向の位置ずれを抑制できる。なお、ステータカフサ30は、脚部32を省略して第2ステータカフサ60(図5)と同様に形成することもできる。   In addition, since the stator cuff 30 has the two leg portions 32 inserted into the slots 15 on both sides of the tooth 14, the circumferential displacement of the stator cuff 30 can be suppressed. The stator cuff 30 can be formed in the same manner as the second stator cuff 60 (FIG. 5) by omitting the legs 32.

図6は、絶縁シート50の別例を示す斜視図である。本例の絶縁シート50は、軸方向一端部(図6の上端部)において、分離した第1周方向端部54、第2周方向端部55及び径方向端部56を有する。第1周方向端部54及び第2周方向端部55は、スロット内配置部51を形成する第1軸方向面部51a及び第2軸方向面部51bの径方向長さ分だけ径方向に形成される。径方向端部56は、スロット内配置部51を形成する連結面部51cの周方向長さ分だけ周方向に形成される。第1周方向端部54及び第2周方向端部55は、隣り合うティース14の軸方向一端面に沿って配置され、ティース14とステータカフサ30とで挟まれる。径方向端部56は、ヨーク13の軸方向一端面に沿って配置される。   FIG. 6 is a perspective view showing another example of the insulating sheet 50. The insulating sheet 50 of the present example has a first circumferential end 54, a second circumferential end 55, and a radial end 56 that are separated at one axial end (upper end in FIG. 6). The first circumferential end 54 and the second circumferential end 55 are formed in the radial direction by the radial length of the first axial surface portion 51 a and the second axial surface portion 51 b that form the in-slot arrangement portion 51. The The radial end portion 56 is formed in the circumferential direction by the length in the circumferential direction of the connecting surface portion 51 c that forms the in-slot arrangement portion 51. The first circumferential end 54 and the second circumferential end 55 are arranged along one axial end surface of the adjacent teeth 14, and are sandwiched between the teeth 14 and the stator cuff 30. The radial end 56 is disposed along one axial end surface of the yoke 13.

このような本例の絶縁シート50は、1枚の平面状の素材の軸方向一端の2個所位置に軸方向の切込みを形成し、図3(b)で説明した第1素材の形成方法と同様にして形成することができる。これによって、製造コストの低減を図れる。その他の構成及び作用は、図1から図5に示した構成と同様である。   Such an insulating sheet 50 in this example is formed by forming axial incisions at two positions on one axial end of a single planar material, and the first material forming method described in FIG. It can be formed similarly. As a result, the manufacturing cost can be reduced. Other configurations and operations are the same as those shown in FIGS.

なお、上記では、複数のティース14の軸方向一端面の外側に、分離した複数のステータカフサ30を配置する場合を説明した。一方、各ティース14の軸方向一端面の外側に配置されるステータカフサは、1つの部品として一体に連結されてもよい。例えば、ステータカフサは、ステータコア12のヨーク13の軸方向一端面の外側に配置される外側環状部と、外側環状部の内側に配置される内側環状部と、複数のカフサティースとを有する構成としてもよい。複数のカフサティースは、外側環状部及び内側環状部の間に放射状に連結される。各カフサティースは、ステータコア12の対応するティース14の軸方向一端面の外側に配置される。このようなステータカフサを用いる構成でも本発明を適用できる。例えば、各カフサティースとステータコア12のティース14とで、絶縁シート50の軸方向一端部の周方向端部53a、53b(図3)、または周方向端部54、55(図6)が挟まれる。   In the above description, a case has been described in which a plurality of separated stator cuffs 30 are arranged on the outer side of one end surface in the axial direction of the plurality of teeth 14. On the other hand, the stator cuffs disposed on the outer side of one end surface in the axial direction of each tooth 14 may be integrally connected as one component. For example, the stator cuff member may have a configuration including an outer annular portion disposed outside one axial end surface of the yoke 13 of the stator core 12, an inner annular portion disposed inside the outer annular portion, and a plurality of cuff teeth. . The plurality of cuff teeth are connected radially between the outer annular portion and the inner annular portion. Each cuff tooth is disposed outside one end surface in the axial direction of the corresponding tooth 14 of the stator core 12. The present invention can also be applied to a configuration using such a stator cuff. For example, the circumferential end portions 53 a and 53 b (FIG. 3) or the circumferential end portions 54 and 55 (FIG. 6) at one end in the axial direction of the insulating sheet 50 are sandwiched between the cuff teeth and the teeth 14 of the stator core 12.

10 回転電機ステータ、12 ステータコア、13 ヨーク、14 ティース、15 スロット、30 ステータカフサ、31 本体部、32 脚部、40 ステータコイル、41u U相コイル、41v V相コイル、41w W相コイル、42 セグメントコイル、43 導体セグメント、44 脚部、45 連結部、46 導体素線、47 絶縁皮膜、48 軸方向端部、49u1 U相第1連結コイル要素、49u2 U相第2連結コイル要素、50 絶縁シート、51 スロット内配置部、51a 第1軸方向面部、51b 第2軸方向面部、51c 連結面部、51d,51e,51f 接着代、53 コア端面配置部、53a 第1周方向端部、53b 第2周方向端部、53c 連結部、54 第1周方向端部、55 第2周方向端部、56 径方向端部、60 第2ステータカフサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating electrical machine stator, 12 Stator core, 13 York, 14 teeth, 15 slots, 30 Stator cuff, 31 Main part, 32 Leg part, 40 Stator coil, 41u U-phase coil, 41v V-phase coil, 41w W-phase coil, 42 segment coil , 43 Conductor segment, 44 Leg part, 45 Connection part, 46 Conductor wire, 47 Insulating film, 48 Axial end part, 49u1 U-phase first connection coil element, 49u2 U-phase second connection coil element, 50 Insulation sheet, 51 In-slot arrangement part, 51a First axial surface part, 51b Second axial surface part, 51c Connection surface part, 51d, 51e, 51f Adhesive allowance, 53 Core end face arrangement part, 53a First circumferential end part, 53b Second circumference Direction end, 53c connecting portion, 54 first circumferential end, 55 second circumferential end, 56 diameter Kotan unit, 60 second Sutetakafusa.

Claims (1)

円環状のヨーク、前記ヨークの内周面の周方向複数位置から径方向に突出するティース、及び隣り合う前記ティースの間に形成された複数のスロットを有するステータコアと、
前記ティースの軸方向一端面の外側に配置された樹脂製のステータカフサと、
前記スロットを通って前記ティースに巻回された複数の導体セグメントであって、前記ステータコアの軸方向一端よりも外側に突出する部分が前記ステータカフサに接触する複数の導体セグメントを連結して形成したセグメントコイルと、
前記ティースの周方向側面に沿って配置される軸方向面部、及び、前記ティースの軸方向一端面に沿って配置され、前記ティースの軸方向一端面及び前記ステータカフサで挟まれる周方向端部を有する絶縁シートとを備える、回転電機ステータ。
An annular yoke, teeth projecting radially from a plurality of circumferential positions on the inner circumferential surface of the yoke, and a stator core having a plurality of slots formed between the adjacent teeth;
A resin stator cuff disposed on the outside of one end surface in the axial direction of the teeth;
A plurality of conductor segments wound around the teeth through the slot, the segments formed by connecting a plurality of conductor segments in which a portion protruding outward from one axial end of the stator core contacts the stator cuff Coils,
An axial surface portion disposed along a circumferential side surface of the teeth, and a circumferential end portion disposed along one axial end surface of the teeth and sandwiched between the axial end surface of the teeth and the stator cuff. A rotating electrical machine stator comprising an insulating sheet.
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