JP2017208900A - Stator for rotary electric machine and lead wire fixing method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スロット内にて導線が固定される回転電機用ステータ及び回転電機用ステータの導線固定方法に関する。 The present invention relates to a stator for a rotating electrical machine in which a conducting wire is fixed in a slot and a method for fixing the conducting wire of the stator for a rotating electrical machine.
周方向に所定の間隔で設けられた複数のスロットを有するステータコアと、スロットに配置される導線と、を備える回転電機用ステータの製造工程には、ステータコアに導線を挿入する工程と、スロット内にて導線を固定する工程と、が含まれている。導線を固定する方法としては、導線が挿入されたスロット内に熱硬化性樹脂を注入して一体化した後に板ばねで固定する方法や、スロット内にウェッジ、緩み調整部材及び緩み防止ばねを配置して固定する方法等が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。 In a manufacturing process of a stator for a rotating electrical machine including a stator core having a plurality of slots provided at predetermined intervals in the circumferential direction and a conducting wire disposed in the slot, a step of inserting the conducting wire into the stator core, And fixing the lead wire. As a method for fixing the conductive wire, a method in which a thermosetting resin is injected into the slot in which the conductive wire is inserted and integrated with the leaf spring and then fixed with a leaf spring, or a wedge, a looseness adjusting member and a loosening prevention spring are arranged in the slot. A fixing method is known (for example, see Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、熱硬化性樹脂を用いて導線を固定する場合は、スロット内に樹脂を注入するだけでなく、注入した樹脂を硬化させる必要があるので、工程の所要時間が長くなり生産性を低下させる虞がある。また、樹脂は、ステータコアや導線に比べて耐熱温度が低いので、回転電機の作動温度上限を低下させ、回転電機の性能向上を阻害する可能性がある。 However, when fixing the lead wire using a thermosetting resin, it is necessary not only to inject the resin into the slot, but also to cure the injected resin, which increases the time required for the process and decreases the productivity. There is a fear. In addition, since the resin has a lower heat-resistant temperature than the stator core and the conductive wire, there is a possibility that the upper limit of the operating temperature of the rotating electrical machine is lowered and the performance improvement of the rotating electrical machine is hindered.
一方、ウェッジ、緩み調整部材及び緩み防止ばねを用いて導線を固定する場合は、樹脂の注入を省略することが可能であるが、スロット毎にこれらウェッジ、緩み調整部材及び緩み防止ばねが必要となるので、部品点数が大幅に増加するだけでなく、組立工程が複雑になり生産性を低下させる虞がある。 On the other hand, when the lead wire is fixed using the wedge, the looseness adjusting member and the loosening prevention spring, it is possible to omit the injection of the resin, but the wedge, the loosening adjustment member and the loosening prevention spring are required for each slot. As a result, the number of parts is not only greatly increased, but the assembly process is complicated and the productivity may be reduced.
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、導線の固定を簡略化して生産性の向上が図れる回転電機用ステータ及び回転電機用ステータの導線固定方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a stator for a rotating electrical machine and a method for fixing the conductor of the stator for the rotating electrical machine, which can simplify the fixing of the conductive wire and improve productivity. It is in.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
周方向に所定の間隔で設けられた複数のスロット(例えば、後述の実施形態のスロット14)を有するステータコア(例えば、後述の実施形態のステータコア13)と、
前記スロットに配置される導線(例えば、後述の実施形態のコイルセグメント20)と、を備える回転電機用ステータ(例えば、後述の実施形態のステータ12)であって、
前記スロット内にて前記導線とスロット内周面(例えば、後述の実施形態のスロット内周面14b)との間に配置され、拡径方向の弾性力により前記導線を押圧固定するコイルスプリング(例えば、後述の実施形態のコイルスプリング40)を備える。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1
A stator core (for example, a
A rotating electrical machine stator (e.g., a
A coil spring (e.g., disposed between the conducting wire and a slot inner circumferential surface (e.g., a slot inner
請求項2に記載の発明は、
請求項1に記載の回転電機用ステータであって、
前記コイルスプリングの中空部には、冷媒流路(例えば、後述の実施形態の冷媒流路C)が設けられる。
The invention described in claim 2
The stator for a rotating electrical machine according to claim 1,
In the hollow portion of the coil spring, a refrigerant channel (for example, a refrigerant channel C in an embodiment described later) is provided.
請求項3に記載の発明は、
請求項2に記載の回転電機用ステータであって、
前記導線は、絶縁紙(例えば、後述の実施形態の絶縁紙19)に囲まれ、
前記絶縁紙には、冷媒が通過可能な孔(例えば、後述の実施形態の孔19a)が設けられる。
The invention according to claim 3
The stator for a rotating electrical machine according to claim 2,
The conducting wire is surrounded by insulating paper (for example, insulating
The insulating paper is provided with a hole through which the refrigerant can pass (for example, a
請求項4に記載の発明は、
請求項1から3のいずれか1項に記載の回転電機用ステータであって、
前記コイルスプリングは、磁性材により形成されている。
The invention according to claim 4
The stator for a rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3,
The coil spring is made of a magnetic material.
請求項5に記載の発明は、
周方向に所定の間隔で設けられた複数のスロット(例えば、後述の実施形態のスロット14)を有するステータコア(例えば、後述の実施形態のステータコア13)と、前記スロットに配置される導線(例えば、後述の実施形態のコイルセグメント20)と、を備える回転電機用ステータ(例えば、後述の実施形態のステータ12)の導線固定方法であって、
前記ステータコアに前記導線を挿入する工程と、
巻き取り治具(例えば、後述の実施形態の巻き取り治具60)に巻き取られた縮径状態のコイルスプリング(例えば、後述の実施形態のコイルスプリング40)を、前記巻き取り治具と一緒に前記導線とスロット内周面(例えば、後述の実施形態のスロット内周面14b)との間に配置する工程と、
前記巻き取り治具による前記コイルスプリングの巻き取りを解放し、前記コイルスプリングの拡径方向の弾性力により前記導線を押圧固定する工程と、を備える。
The invention described in claim 5
A stator core (for example, a
Inserting the conductive wire into the stator core;
A coil spring in a reduced diameter state (for example, a
Releasing the winding of the coil spring by the winding jig, and pressing and fixing the conducting wire by the elastic force in the diameter expansion direction of the coil spring.
請求項1の発明によれば、コイルスプリングの拡径方向の弾性力で導線を押圧固定するので、導線の固定を簡略化して生産性の向上が図れる。また、樹脂の注入を省略できるので、回転電機の作動温度上限を引き上げ、回転電機の性能を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, since the conducting wire is pressed and fixed by the elastic force in the diameter expansion direction of the coil spring, the fixing of the conducting wire can be simplified and the productivity can be improved. Further, since the injection of the resin can be omitted, the upper limit of the operating temperature of the rotating electrical machine can be raised and the performance of the rotating electrical machine can be improved.
請求項2の発明によれば、コイルスプリングの中空部には、冷媒流路が設けられるので、導線を効率的に冷却し、回転電機の性能をさらに向上させることができる。 According to the second aspect of the present invention, since the refrigerant flow path is provided in the hollow portion of the coil spring, the conducting wire can be efficiently cooled and the performance of the rotating electrical machine can be further improved.
請求項3の発明によれば、導線を囲む絶縁紙には、冷媒が通過可能な孔が設けられるので、導線の冷却効率をさらに向上させることができる。 According to the invention of claim 3, since the insulating paper surrounding the conducting wire is provided with the hole through which the refrigerant can pass, the cooling efficiency of the conducting wire can be further improved.
請求項4の発明によれば、コイルスプリングは、磁性材により形成されているので、コイルスプリングの設置による磁気的な損失を低減できる。 According to invention of Claim 4, since the coil spring is formed with the magnetic material, the magnetic loss by installation of a coil spring can be reduced.
請求項5の発明によれば、巻き取り治具を用いてコイルスプリングをスロット内に容易に組み込むことができるだけでなく、コイルスプリングの拡径方向の弾性力で導線を確実に固定できる。 According to the fifth aspect of the invention, not only can the coil spring be easily incorporated into the slot using the winding jig, but also the conductive wire can be securely fixed by the elastic force in the diameter expansion direction of the coil spring.
以下、本発明の回転電機用ステータ(以下、回転電機のステータ又は単にステータと呼ぶ。)の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Hereinafter, an embodiment of a stator for a rotating electrical machine (hereinafter referred to as a stator of a rotating electrical machine or simply a stator) according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
[回転電機用ステータ]
図1〜図4に示すように、回転電機10のステータ12は、ハウジング11内に収容され、ステータ12の内側には、図示しないロータが回転自在に配置されている。
[Stator for rotating electrical machines]
As shown in FIGS. 1 to 4, the
ステータ12は、軸方向に貫通する複数のスロット14が周方向に所定の間隔で配置されたステータコア13と、スロット14に収容される複数相(例えば、U相、V相、W相)のステータコイル15と、を備える。
The
ステータコア13は、径方向に突出する複数の取付け部17aに設けられたボルト穴17bにボルト16を挿通させ、ハウジング11に固定されている。
The
回転電機10のステータコイル15は、セグメントコンダクタ型コイルであり、図3に示すように、一対の脚部21と、両脚部21を一方の端部で接続する連結部22とにより略U字状に形成された複数(本実施形態では4本)のコイルセグメント20を1列に整列させて1つの束として、それぞれの脚部21を各スロット14に挿入し、スロット14から突出した脚部21の突出部分を周方向に折り曲げて対応する同相のコイル同士を接合して形成される。
The
ステータコア13の軸方向両側には、それぞれコイルエンド30が突出して形成されている。即ち、スロット14から脚部21が突出するステータコア13の後面13R側には、同相のコイル同士が接合されてなるコイルエンド30Rが形成され、これとは反対側のステータコア13の前面13F側には、連結部22からなるコイルエンド30Fが形成される。
図4に示すように、ステータコア13は、周方向に所定の間隔で配置された複数のティース18を備え、隣接するティース18間にスロット14が形成されている。即ち、複数のスロット14も周方向に所定の間隔で配置されている。スロット14は、内周側に開口14aを有する溝形状であり、径方向に1列に並ぶ複数のコイルセグメント20が絶縁紙19に囲まれた状態で軸方向から挿入される。なお、各スロット14には、4本のコイルセグメント20の一方の脚部21と、他の4本のコイルセグメント20の他方の脚部21が配置され、合計で8本の板状のコイルセグメント20が配置されている。ティース18の内周側端部には、周方向に幅広に形成され、コイルセグメント20の抜け止めとして機能する幅広部18aが設けられている。
As shown in FIG. 4, the
図4及び図5に示すように、スロット14内には、コイルセグメント20とスロット内周面14bとの間に配置され、拡径方向の弾性力によりコイルセグメント20を押圧固定するコイルスプリング40が設置される。本実施形態のコイルスプリング40は、スロット14の溝底部14cに配置され、拡径方向の弾性力によりコイルセグメント20をティース18の幅広部18aに押し付けることでコイルセグメント20を固定している。
As shown in FIGS. 4 and 5, a
スロット14内にコイルスプリング40を設置した場合、ステータ12における非磁性領域が増加し、磁気的な損失が発生する可能性があるが、本実施形態では、SUS430、SUS304などの磁性材でコイルスプリング40を形成することにより、コイルスプリング40の設置による磁気的な損失を低減している。
When the
図5(a)に示すように、コイルスプリング40の中空部には、冷媒が流れる冷媒流路Cが設けられる。冷媒は、例えば、ATF(Automatic Transmission Fluid)であり、ステータコア13の軸方向一端側に設けられる冷媒導入部材50を介してコイルスプリング40の冷媒流路Cに導入され、主にコイルセグメント20を冷却する。
As shown in FIG. 5A, a refrigerant flow path C through which a refrigerant flows is provided in the hollow portion of the
図5(a)及び図5(b)に示すように、コイルセグメント20を囲む絶縁紙19において、コイルスプリング40と対向する領域には、冷媒が通過可能な複数の孔19aが設けられる。これらの孔19aは、コイルスプリング40の冷媒流路Cに挿入された冷媒をコイルセグメント20に直接接触させることで、コイルセグメント20の冷却効率を高めている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, in the insulating
[回転電機用ステータの導線固定方法]
つぎに、本発明の一実施形態に係る回転電機用ステータ12の導線固定方法について、図6及び図7を参照して説明する。
[Conductor fixing method for rotating electrical machine stator]
Next, a method for fixing the conducting wire of the rotating
コイルスプリング40は、スロット14内にコイルセグメント20を挿入した後、巻き取り治具60を用いてスロット14内に設置される。図6(a)及び図6(b)に示すように、本実施形態のコイルスプリング40は、両端部にフック部41を有しており、巻き取り治具60は、コイルスプリング40の中空部に挿通される円筒形状の外シャフト61と、外シャフト61の中空部に挿通される棒形状の内シャフト62とを備える。
The
外シャフト61の基端部には、外周方向に延出してコイルセグメント20の軸方向の移動を規制する位置規制部61aが設けられ、さらに、位置規制部61aには、コイルスプリング40の一方のフック部41に係合する係合部61bが突設されている。また、内シャフト62の先端部には、コイルスプリング40の他方のフック部41に係合可能なコ字形状の係合部62aが形成されている。
A base end portion of the
図6(a)及び図6(b)に示すように、外シャフト61の係合部61bをコイルスプリング40の一方のフック部41に係合させ、且つ内シャフト62の係合部62aをコイルスプリング40の他方のフック部41に係合させた状態で外シャフト61と内シャフト62とをコイルスプリング40を巻き取る方向(巻数を増やす方向)に相対的に回転させると、コイルスプリング40が巻き数の増加に伴って縮径される(図7(a)参照)。また、縮径されたコイルスプリング40は、巻き取り治具60による巻き取りを解放することにより弾性復元力で拡径される。なお、図7(a)では、巻き取り治具60を簡略化している。
6A and 6B, the engaging
図7(a)及び図7(b)に示すように、ステータ12の製造工程においては、ステータコア13のスロット14にコイルセグメント20を挿入する工程の後、巻き取り治具60に巻き取られた縮径状態のコイルスプリング40を、巻き取り治具60と一緒にコイルセグメント20とスロット内周面14bとの間に配置する工程が実施される(図7(a)参照)。その後、巻き取り治具60によるコイルスプリング40の巻き取りを解放し、コイルスプリング40の拡径方向の弾性力によりコイルセグメント20を押圧固定する工程が実施される。
7A and 7B, in the manufacturing process of the
以上説明したように、本実施形態の回転電機10のステータ12によれば、コイルスプリング40の拡径方向の弾性力でコイルセグメント20を押圧固定するので、コイルセグメント20の固定を簡略化して生産性の向上が図れる。また、樹脂の注入を省略できるので、回転電機10の作動温度上限を引き上げ、回転電機10の性能を向上させることができる。
As described above, according to the
また、コイルスプリング40の中空部には、冷媒流路Cが設けられるので、コイルセグメント20を効率的に冷却し、回転電機10の性能をさらに向上させることができる。
Moreover, since the coolant flow path C is provided in the hollow part of the
また、コイルセグメント20を囲む絶縁紙19には、冷媒が通過可能な孔19aが設けられるので、コイルセグメント20の冷却効率をさらに向上させることができる。
Moreover, since the insulating
また、コイルスプリング40は、磁性材により形成されているので、コイルスプリング40の設置による磁気的な損失を低減できる。
Further, since the
また、本実施形態の導線固定方法によれば、巻き取り治具60を用いてコイルスプリング40をスロット14内に容易に組み込むことができるだけでなく、コイルスプリング40の拡径方向の弾性力でコイルセグメント20を確実に固定できる。
Further, according to the lead wire fixing method of the present embodiment, the
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、コイルセグメント20が絶縁材で十分被覆されている場合には絶縁紙19を設ける必要はない。
また、導線としてコイルセグメント20を例示したが、導線の形状、数等は適宜選択することができる。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
For example, when the
Moreover, although the
12 ステータ
13 ステータコア
14 スロット
14b スロット内周面
19 絶縁紙
19a 孔
20 コイルセグメント(導線)
40 コイルスプリング
60 巻き取り治具
C 冷媒流路
12
40
Claims (5)
前記スロットに配置される導線と、を備える回転電機用ステータであって、
前記スロット内にて前記導線とスロット内周面との間に配置され、拡径方向の弾性力により前記導線を押圧固定するコイルスプリングを備える、回転電機用ステータ。 A stator core having a plurality of slots provided at predetermined intervals in the circumferential direction;
A stator for a rotating electrical machine comprising: a conducting wire disposed in the slot;
A stator for a rotating electrical machine, comprising: a coil spring that is disposed between the conductor and an inner peripheral surface of the slot in the slot, and that presses and fixes the conductor with an elastic force in an expanding direction.
前記コイルスプリングの中空部には、冷媒流路が設けられる、回転電機用ステータ。 The stator for a rotating electrical machine according to claim 1,
A stator for a rotating electrical machine, wherein a refrigerant flow path is provided in a hollow portion of the coil spring.
前記導線は、絶縁紙に囲まれ、
前記絶縁紙には、冷媒が通過可能な孔が設けられる、回転電機用ステータ。 The stator for a rotating electrical machine according to claim 2,
The conducting wire is surrounded by insulating paper,
A stator for a rotating electrical machine, wherein the insulating paper is provided with a hole through which a refrigerant can pass.
前記コイルスプリングは、磁性材により形成されている、回転電機用ステータ。 The stator for a rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3,
The coil spring is a stator for a rotating electrical machine formed of a magnetic material.
前記ステータコアに前記導線を挿入する工程と、
巻き取り治具に巻き取られた縮径状態のコイルスプリングを、前記巻き取り治具と一緒に前記導線とスロット内周面との間に配置する工程と、
前記巻き取り治具による前記コイルスプリングの巻き取りを解放し、前記コイルスプリングの拡径方向の弾性力により前記導線を押圧固定する工程と、を備える、回転電機用ステータの導線固定方法。 A stator wire fixing method for a stator for a rotating electrical machine comprising: a stator core having a plurality of slots provided at predetermined intervals in the circumferential direction; and a conductor wire disposed in the slot,
Inserting the conductive wire into the stator core;
A step of disposing a coil spring in a reduced diameter wound by a winding jig between the conductor and the slot inner peripheral surface together with the winding jig;
Releasing the coil spring by the winding jig, and pressing and fixing the conductive wire by an elastic force in the diameter-enlarging direction of the coil spring.
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