JP2018026964A - 固定子及びそれを備えた回転電機 - Google Patents

固定子及びそれを備えた回転電機 Download PDF

Info

Publication number
JP2018026964A
JP2018026964A JP2016157897A JP2016157897A JP2018026964A JP 2018026964 A JP2018026964 A JP 2018026964A JP 2016157897 A JP2016157897 A JP 2016157897A JP 2016157897 A JP2016157897 A JP 2016157897A JP 2018026964 A JP2018026964 A JP 2018026964A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slot
pair
portions
stator
linear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016157897A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6862715B2 (ja
JP2018026964A5 (ja
Inventor
英樹 大口
Hideki Oguchi
英樹 大口
仁 中園
Hitoshi Nakazono
仁 中園
秀樹 西川
Hideki Nishikawa
秀樹 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2016157897A priority Critical patent/JP6862715B2/ja
Priority to DE102017114374.2A priority patent/DE102017114374A1/de
Priority to US15/637,972 priority patent/US10608492B2/en
Priority to CN201710534509.8A priority patent/CN107733116B/zh
Publication of JP2018026964A publication Critical patent/JP2018026964A/ja
Publication of JP2018026964A5 publication Critical patent/JP2018026964A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6862715B2 publication Critical patent/JP6862715B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H02K15/0414Windings consisting of separate elements, e.g. bars, hairpins, segments, half coils
    • H02K15/0421Windings consisting of separate elements, e.g. bars, hairpins, segments, half coils consisting of single conductors, e.g. hairpins
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/524Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for U-shaped, E-shaped or similarly shaped cores

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

【課題】隣接する導体セグメント同士が干渉することなく、かつ絶縁被覆が損傷してしまうことなくコイルエンドの高さを小さくしつつ、簡単な製造方法で製造できる固定子及び回転電機を提供する。
【解決手段】固定子10における各導体セグメント14は、固定子コア11に形成された周方向に異なる一対のスロット12に差し込まれる一対の直線状部14aと、一対の直線状部14aのそれぞれの端部から中央部に向けて固定子コア11の軸方向端面11aから軸方向外側に突出するように傾斜して延びる一対の傾斜部14bと、一対の傾斜部14bの先端同士を連結する、軸方向外側に湾曲して突出する突出湾曲部14cとを備える。少なくとも一対の直線状部14aの各々と一対の傾斜部14bの各々との接続部分14e及び突出湾曲部14cの湾曲している部分が、全て同一の、導体素線の板幅w以上の大きさを有する最小Rの曲げ半径rの曲げ加工部となっている。
【選択図】図11

Description

本発明は、導体素線を略U字形状に形成してなる複数の導体セグメントの端部を接合して構成された複数の固定子巻線を有する固定子及びその固定子を備えた回転電機に関する。
従来のこの種の電動機として、例えば、特許文献1に示すものが知られている。
特許文献1に示す電動機における各導体セグメントは、断面が扁平な略矩形形状の導体素線を略U字形状に形成され、その中央部にはねじれのないクランク形状部が形成されている。固定子巻線は、導体セグメントを固定子コアに形成されたスロットに差し込み、その両端部が近接して導体セグメントが周回するよう折り曲げ、電気的に見たときに一本の導体素線により分布巻きされているように端部を隣接する他の導体セグメントの端部と接合して構成されている。導体セグメントのクランク形状部は、隣接する導体セグメントに重なるように、即ち素線の幅だけずれるように、かつ隣接するスロットの間隔の範囲内の長さとなるように形成されている。
このように、導体セグメントのクランク形状部を、素線の幅だけずれるように、ねじりが生じないように形成することにより、隣接する導体セグメントに重ねる精度を高くすることができ、この結果、クランク形状部や端部の接合部が配置される固定子巻線のコイルエンド部における固定子の径方向への膨らみを抑制することができる。
また、複数の導体セグメントの端部を接合して構成された固定子巻線を有する固定子及びその固定子を用いた回転電機として、例えば、特許文献2に示すものも知られている。
特許文献2に示す回転電機における固定子巻線を形成する線材(導体セグメント)は、固定子コアに形成された周方向に異なるスロット内に設置される一対のスロット収容部とスロットから固定子コアの軸方向外側に突出し、一対のスロット収容部同士を接続するターン部とを備えている。ターン部の略中央部にはねじりを伴わないクランク部が形成されている。スロットから固定子コアの軸方向外側に突出するターン部の突出箇所には、一対のスロット収容部のそれぞれから固定子コアの軸方向端面に平行に延びる一対の段部が形成されるとともに、略中央部のクランク部と一対の段部との間には、固定子コアの軸方向端面に平行に延びるそれぞれ2個の段部が形成されている。
このように、スロットから固定子コアの軸方向外側に突出するターン部の突出箇所には、一対のスロット収容部のそれぞれから固定子コアの軸方向端面に平行に延びる一対の段部が形成されているので、ターン部の突出箇所の間隔が線材が設置されているスロット同士の間隔より狭くなる。これにより、固定子コアから突出している線材の形状が小さくなり、コイルエンドの高さ(固定子コアの軸方向端面から線材が突出する高さ)を小さくすることができる。
また、ターン部は、固定子コアの軸方向端面に平行に延びる複数の段部を有する階段形状に形成されているので、複数の段部によってコイルエンドの高さを一層抑制することができる。
特開2003−19778号公報 特開2009−112186号公報
しかしながら、これら従来の特許文献1に示す電動機及び特許文献2に示す回転電機にあっては、以下の問題点があった。
即ち、特許文献1に示す電動機の場合、各導体セグメントは、固定子コアに形成された周方向に異なるスロットに差し込まれる一対の直線状部と、一対の直線状部の端部のそれぞれから中央部に向けて固定子コアの軸方向端面から突出するように傾斜して延びる一対の傾斜部と、それら一対の傾斜部の先端同士を連結する湾曲部と、湾曲部に形成されるクランク形状部とを備えている。そして、各導体セグメントは、線材を折り曲げ加工によって形成しているため、直線状部と傾斜部との間及び一対の傾斜部の先端間におけるクランク形状部にはRの曲げ加工がなされている。
ここで、特許文献1においては、各導体セグメントにおけるこのRの曲げ加工部の大きさが特に規定されていないため、その大きさによっては隣接する導体セグメント同士が干渉してしまうことがある。また、Rの曲げ加工部の大きさによっては導体セグメントにおける絶縁被覆が損傷してしまうこともある。さらに、隣接する導体セグメント同士の干渉を回避するために各導体セグメントの寸法を変更すると、コイルエンドの高さが高くなってしまうこともある。
一方、特許文献2に示す回転電機の場合には、コイルエンドの高さを小さくすることができ、隣接する線材の干渉を回避することができるものの、複数の段部を階段状に固定子コアの軸方向端面に平行に延びるように曲げ加工する必要があるため、その製造が困難である。
従って、本発明はこれら従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、隣接する導体セグメント同士が干渉することなく、かつ絶縁被覆が損傷してしまうことなくコイルエンドの高さを小さくしつつ、簡単な製造方法で製造できる固定子及びその固定子を用いた回転電機を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る固定子は、周方向に複数のスロットを有する固定子コアと、前記複数のスロットに設置された複数の固定子巻線とを備え、該複数の固定子巻線の各々が断面略矩形状の導体素線を略U字形状に形成してなる複数の導体セグメントの端部を接合して構成された固定子であって、前記複数の導体セグメントの各々は、前記固定子コアに形成された周方向に異なる一対のスロットに差し込まれる一対の直線状部と、該一対の直線状部のそれぞれの前記端部とは軸方向において反対側の端部から中央部に向けて前記固定子コアの軸方向端面から軸方向外側に突出するように傾斜して延びる一対の傾斜部と、該一対の傾斜部の先端同士を連結する、軸方向外側に湾曲して突出する突出湾曲部と、該突出湾曲部に設けられたクランク形状部とを備え、少なくとも前記一対の直線状部の各々と前記一対の傾斜部の各々との接続部分及び前記突出湾曲部の湾曲している部分が、全て同一の、前記導体素線の板幅以上の大きさを有する最小Rの曲げ半径の曲げ加工部となっていることを要旨とする。
また、本発明の別の態様に係る回転電機は、前述の固定子と、該固定子の前記固定子コアの内周側に設けられた回転子とを備えていることを要旨とする。
本発明に係る固定子及び回転電機によれば、隣接する導体セグメント同士が干渉することなく、かつ絶縁被覆が損傷してしまうことなくコイルエンドの高さを小さくしつつ、簡単な製造方法で製造できる固定子及びその固定子を用いた回転電機を提供できる。
本発明の一実施形態に係る回転電機の断面図である。 図1に示す回転電機に用いられる固定子を斜め上方から見た斜視図である。 図2に示す固定子を斜め下方から見た斜視図である。 図2に示す固定子の正面図である。 図2に示す固定子の平面図である。 図2に示す固定子の底面図である。 図2に示す固定子に用いられる導体セグメントを示し、(A)は平面図、(B)は正面図、(C)は左側面図、(D)は右側面図である。 固定子巻線の結線方法を説明するものであり、(A)は2本のU相の固定子巻線の結線方法を説明するための図、(B)は他の2本のU相の固定子巻線の結線方法を説明するための図である。 2本のU相の固定子巻線の結線途中の状態を示す固定子を斜め上方から見た斜視図である。 図9に示す2本のU相の固定子巻線の結線途中の状態を示す固定子を斜め下方から見た斜視図である。 2本のU相の固定子巻線の結線後の状態を示す固定子を斜め上方から見た斜視図である。 図11に示す2本のU相の固定子巻線の結線後の状態を示す固定子を斜め下方から見た斜視図である。 4本のU相の固定子巻線の結線後の状態を示す固定子を斜め上方から見た斜視図である。 図13に示す4本のU相の固定子巻線の結線後の状態を示す固定子を斜め下方から見た斜視図である。 図2に示す固定子において、隣接する導体セグメントの非干渉状態を説明するための斜視図である。但し、図15においては説明の便宜のため隣接する2つの導体セグメントのみを示している。 図2に示す固定子において、隣接する導体セグメントの非干渉状態を説明するための図であり、(A)は左側面図、(B)は正面図、(C)は右側面図である。 各導体セグメントを、一対の直線状部と、一対の傾斜部と、それら一対の傾斜部の先端同士を連結する湾曲部と、湾曲部に形成されるクランク形状部とで構成し、湾曲部の内側の曲げ半径が最小Rよりも小さい導体セグメントを用いた場合において、隣接する導体セグメントの非干渉状態を説明するための斜視図である。但し、図17においては説明の便宜のため隣接する2つの導体セグメントのみを示している。 図17に示す導体セグメントを用いた場合において、隣接する導体セグメントの非干渉状態を説明するための図であり、(A)は左側面図、(B)は正面図、(C)は右側面図である。 各導体セグメントを、一対の直線状部と、一対の傾斜部と、それら一対の傾斜部の先端同士を連結する湾曲部と、湾曲部に形成されるクランク形状部とで構成し、湾曲部の内側の曲げ半径が最小Rの導体セグメントを用いた場合において、隣接する導体セグメントの干渉状態を説明するための斜視図である。但し、図19においては説明の便宜のため隣接する2つの導体セグメントのみを示している。 図19に示す導体セグメントを用いた場合において、隣接する導体セグメントの干渉状態を説明するための図であり、(A)は左側面図、(B)は正面図、(C)は右側面図である。 各導体セグメントを、一対の直線状部と、一対の傾斜部と、それら一対の傾斜部の先端同士を連結する湾曲部と、湾曲部に形成されるクランク形状部とで構成し、湾曲部の内側の曲げ半径が最小Rであって、コイルエンドの高さを高くした導体セグメントを用いた場合において、隣接する導体セグメントの非干渉状態を説明するための斜視図である。但し、図21においては説明の便宜のため隣接する2つの導体セグメントのみを示している。 図21に示す導体セグメントを用いた場合において、隣接する導体セグメントの非干渉状態を説明するための図であり、(A)は左側面図、(B)は正面図、(C)は右側面図である。 図7に示す導体セグメントの変形例を示し、(A)は平面図、(B)は正面図、(C)は左側面図、(D)は右側面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本発明の一実施形態に示す回転電機は、図1に示されており、この回転電機1は、三相永久磁石同期電動機であり、固定子10と、この固定子10の固定子コア11の内周側に所定のエアギャップを設けて回転可能に配置された回転子20とを備えている。
回転子20は、回転軸24に固定される、複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層してなる回転子コア21と、回転子コア21の軸方向に貫通して周方向に配設された複数の回転子スロット22と、各回転子スロット22内に設置された複数の永久磁石23とを備えている。
また、固定子10は、図1乃至図6に示すように、固定子コア11と、複数本の固定子巻線13とを備えている。
ここで、固定子コア11は、図2に示すように、複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層してなる中空円筒状に形成され、周方向に複数のスロット12が形成される。各スロット12は、固定子コア11の内周面に開口するとともに固定子コア11の径方向外側に向けて細長く形成される。スロット12の数は、本実施形態では48個である。以後、図5に示すように(図5には、第1〜第3及び第48スロットの符号12〜12及び1248のみ図示)、スロットNo.1の第1スロットを符号12、スロットNo.2の第2スロットを符号12、・・・スロットNo.Nの第Nスロットを符号12、・・・スロットNo.48の第48スロットを符号1248として説明する。
固定子巻線13は、三相巻線であり、U相の固定子巻線13が4本、V相の固定子巻線13が4本、W相の固定子巻線13が4本の合計12本の固定子巻線13が48個のスロット12に設置されている。4本のU相の固定子巻線13は並列に接続され、4本のV相の固定子巻線13は並列に接続され、また、4本のW相の固定子巻線13も並列に接続されている。
4本のU相の各固定子巻線13は、周方向に隣接する第1スロット12及び第2スロット12、第7スロット12及び第8スロット12、第13スロット1213及び第14スロット1214、第19スロット1219及び第20スロット1220、第25スロット1225及び第26スロット1226、第31スロット1231及び第32スロット1232、第37スロット1237及び第38スロット1238、及び第43スロット1243及び第44スロット1244に設置されている。
また、4本のV相の各固定子巻線13は、周方向に隣接する第3スロット12及び第4スロット12、第9スロット12及び第10スロット1210、第15スロット1215及び第16スロット1216、第21スロット1221及び第22スロット1222、第27スロット1227及び第28スロット1228、第33スロット1233及び第34スロット1234、第39スロット1239及び第40スロット1240、及び第45スロット1245及び第46スロット1246に設置されている。
さらに、4本のW相の各固定子巻線13は、周方向に隣接する第5スロット12及び第6スロット12、第11スロット1211及び第12スロット1212、第17スロット1217及び第18スロット1218、第23スロット1223及び第24スロット1224、第29スロット1229及び第30スロット1230、第35スロット1235及び第36スロット1236、第41スロット1241及び第42スロット1242、及び第47スロット1247及び第48スロット1248に設置されている。
そして、各固定子巻線13は、図7(A),(B)に示すように、板幅W、板厚tの断面略矩形状の導体素線を略U字形状に形成してなる複数の導体セグメント14の端部14gを接合して構成される。U相の固定子巻線13の結線方法については後に詳述する。
ここで、各導体セグメント14は、図7(A),(B),(C),(D)に示すように、一対の直線状部14aと、一対の傾斜部14bと、突出湾曲部14cと、クランク形状部14dとを備えている。各導体セグメント14は、断面略矩形状の導体素線の外周にエナメル被覆(絶縁被覆)を施し、後に述べる曲げ加工をすることによって形成される。
各導体セグメント14の一対の直線状部14aは、図9に示すように、固定子コア11に形成された周方向に異なる一対のスロット12(一例に挙げると、第1スロット12と第7スロット12)に差し込まれ、各直線状部14aの端部(図9における下端部、図10における上端部)14gが周方向に折り曲げられ、同じく周方向に折り曲げられた、別個の導体セグメント14の端部14gに溶接によって接合される。図10において、一本のU相の固定子巻線13の一部について述べると、導体セグメント14の一対の直線状部14aは、第1スロット12と第7スロット12に差し込まれ、第1スロット12に差し込まれた直線状部14aは周方向に第43スロット1243に向けて折り曲げられ、第43スロット1243に直線状部14aが差込まれている別個の導体セグメント14の端部14gに接合される。一方、第7スロット12に差し込まれた直線状部14aは周方向に第13スロット1213に向けて折り曲げられ、第13スロット1213に直線状部14aが差込まれている別個の導体セグメント14の端部14gに接合される。
また、一対の傾斜部14bは、図7及び図9に示すように、一対の直線状部14aのそれぞれの端部14gとは軸方向において反対側の端部から中央部に向けて固定子コア11の軸方向端面11aから軸方向外側(図9における上側)に突出するように傾斜して延びている。各傾斜部14bの水平線に対する傾斜角度θ1(図7(B)参照)は、図16(B)に示すように、固定子コア11の軸方向端面11aからの導体セグメント14の突出高さh1によって決定される。本実施形態の場合、導体セグメント14には、突出湾曲部14cが設けられているので、この傾斜角度θ1は、図20(B)に示す導体セグメント14を用いた場合の傾斜角度θ3よりも小さい。
また、突出湾曲部14cは、一対の傾斜部12bの先端同士を連結するとともに、軸方向外側に湾曲して突出するように形成されている。突出湾曲部14cは、各傾斜部12bの先端から軸方向外側に湾曲する部分のみで構成される。
更に、クランク形状部14dは、突出湾曲部14cに形成され、図7(A)に示すように、一方の傾斜部14bから他方の傾斜部14bに向けて導体セグメント14の板厚t分だけずらすようになっている。
そして、各導体セグメント14において、図7(B)に示すように、一対の直線状部14aの各々と一対の傾斜部14bの各々との接続部分14e、突出湾曲部14cの湾曲している部分、及び一対の傾斜部14bの各々の先端と突出湾曲部14cとの接続部分14fが、全て同一の最小Rの曲げ半径rの曲げ加工部となっている。ここで、最小Rとは、導体セグメント14(導体素線)の板幅w以上、かつ、導体セグメント14の突出高さh1および2本の直線状部14aの間隔を固定したとき曲げ半径rによって決まる傾斜部14bの傾斜角θ1が概ね30度以上となる曲げ半径r以下のことを意味する。
これは、一般に導体セグメントの絶縁被膜が損傷しない曲げ半径が板幅w以上とされることと、ひとつの導体セグメント14の突出湾曲部14cが隣接する導体セグメント14の突出湾曲部14cと干渉しないためには隣接する導体セグメント14が√{(r+w)−r}以上(rは曲げ半径、wは板幅)、即ちr=wのときは√3w以上、固定子コア11の周方向にずれている必要があり、このとき、ひとつの導体セグメント14の傾斜部14bが隣接する導体セグメント14の傾斜部14bと干渉しないためには傾斜部14bの固定子コア11周方向の幅であるw/sinθ1がこの距離より狭い必要がある、即ちw/sinθ1<√3wであることによる。
この導体セグメント14を製造する際には、先ず、最小Rの半径を有する棒状部材を準備する。
次いで、断面略矩形状の導体素線の外周にエナメル被覆(絶縁被覆)を施した線材の一方の接続部分14eに相当する部分の内側面を、前述の棒状部材を用いて一方の傾斜部14bとなる部分の傾斜角度がθ1となるように折り曲げる。
その後、一方の接続部分14fに相当する部分の外側面を、棒状部材を用いて突出湾曲部14cとなる部分が突出するように折り曲げるとともに、突出湾曲部14cとなる部分の内側面を、棒状部材を用いて折り曲げる。
そして、他方の接続部分14fに相当する部分の外側面を、棒状部材を用いて他方の傾斜部14bが一方の傾斜部14bと対称となるように折り曲げる。
最後に、他方の接続部分14eに相当する部分の内側面を、棒状部材を用いて他方の直線状部14aが一方の直線状部14aと平行となるように折り曲げる。これにより、導体セグメント14が完成する。
このように、各導体セグメント14において、一対の直線状部14aの各々と一対の傾斜部14bの各々との接続部分14e、突出湾曲部14cの湾曲している部分、及び一対の傾斜部14bの各々の先端と突出湾曲部14cとの接続部分14fが、全て同一の最小Rの曲げ半径rの曲げ加工部となっており、曲げ加工に際し最小Rの半径を有する棒状部材1つを用いて各導体セグメント14を製造できるので、簡単な製造方法で導体セグメント14、ひいては固定子10を製造することができる。
次に、複数の導体セグメント14を用いた複数の固定子巻線13の結線方法について図8乃至図14を参照して説明する。
先ず、4本のU相の固定子巻線13のうち1本目のU相の固定子巻線13について述べると、図9に示すように、1つの導体セグメント14の一方の直線状部14aを第1スロット12の内側から2番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第7スロット12の内側から1番目に挿入する。第1スロット12の内側から2番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aがU相端子に接続される。
これと同様の要領で、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第13スロット1213の内側から2番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第19スロット1219の内側から1番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第25スロット1225の内側から2番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第31スロット1231の内側から1番目に挿入する。
更に、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第37スロット1237の内側から2番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第43スロット1243の内側から1番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第1スロット12の内側から4番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第7スロット12の内側から3番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第13スロット1213の内側から4番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第19スロット1219の内側から3番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第25スロット1225の内側から4番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第31スロット1231の内側から3番目に挿入する。
更に、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第37スロット1237の内側から4番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第43スロット1243の内側から3番目に挿入する。
次に、1本目のU相の固定子巻線13を結線する途中で、2本目のU相の固定子巻線13の結線を開始し、図9に示すように、1つの導体セグメント14の一方の直線状部14aを第1スロット12の内側から6番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第7スロット12の内側から5番目に挿入する。第1スロット12の内側から6番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aがU相端子に接続される。
これと同様の要領で、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第13スロット1213の内側から6番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第19スロット1219の内側から5番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第25スロット1225の内側から6番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第31スロット1231の内側から5番目に挿入する。
更に、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第37スロット1237の内側から6番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第43スロット1243の内側から5番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第1スロット12の内側から8番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第7スロット12の内側から7番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第13スロット1213の内側から8番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第19スロット1219の内側から7番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第25スロット1225の内側から8番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第31スロット1231の内側から7番目に挿入する。
更に、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第37スロット1237の内側から8番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第43スロット1243の内側から7番目に挿入する。
次に、1本目のU相の固定子巻線13の結線に戻り、図8(A)及び図10に示すように、第7スロット12の内側から1番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第13スロット1213に向かって折り曲げるとともに、第13スロット1213の内側から2番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第7スロット12に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第19スロット1219の内側から1番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第25スロット1225に向かって折り曲げるとともに、第25スロット1225の内側から2番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第19スロット1219に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第31スロット1231の内側から1番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第37スロット1237に向かって折り曲げるとともに、第37スロット1237の内側から2番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第31スロット1231に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第43スロット1243の内側から1番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第1スロット12に向かって折り曲げるとともに、第1スロット12の内側から4番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第43スロット1243に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第7スロット12の内側から3番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第13スロット1213に向かって折り曲げるとともに、第13スロット1213の内側から4番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第7スロット12に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第19スロット1219の内側から3番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第25スロット1225に向かって折り曲げるとともに、第25スロット1225の内側から4番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第19スロット1219に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第31スロット1231の内側から3番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第37スロット1237に向かって折り曲げるとともに、第37スロット1237の内側から4番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第31スロット1231に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
次に、2本目のU相の固定子巻線13の結線に戻り、図8(A)及び図10に示すように、第7スロット12の内側から5番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第13スロット1213に向かって折り曲げるとともに、第13スロット1213の内側から6番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第7スロット12に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第19スロット1219の内側から5番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第25スロット1225に向かって折り曲げるとともに、第25スロット1225の内側から6番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第19スロット1219に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第31スロット1231の内側から5番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第37スロット1237に向かって折り曲げるとともに、第37スロット1237の内側から6番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第31スロット1231に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第43スロット1243の内側から5番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第1スロット12に向かって折り曲げるとともに、第1スロット12の内側から8番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第43スロット1243に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第7スロット12の内側から7番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第13スロット1213に向かって折り曲げるとともに、第13スロット1213の内側から8番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第7スロット12に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第19スロット1219の内側から7番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第25スロット1225に向かって折り曲げるとともに、第25スロット1225の内側から8番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第19スロット1219に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第31スロット1231の内側から7番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第37スロット1237に向かって折り曲げるとともに、第37スロット1237の内側から8番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第31スロット1231に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
次に、1本目のU相の固定子巻線13の結線に戻り、図8(A)及び図11に示すように、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第2スロット12の内側から2番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第8スロット12の内側から1番目に挿入する。
これと同様の要領で、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第14スロット1214の内側から2番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第20スロット1220の内側から1番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第26スロット1226の内側から2番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第32スロット1232の内側から1番目に挿入する。
更に、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第38スロット1238の内側から2番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第44スロット1244の内側から1番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第2スロット12の内側から4番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第8スロット12の内側から3番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第14スロット1214の内側から4番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第20スロット1220の内側から3番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第26スロット1226の内側から4番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第32スロット1232の内側から3番目に挿入する。
更に、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第38スロット1238の内側から4番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第44スロット1244の内側から3番目に挿入する。
次に、2本目のU相の固定子巻線13の結線に戻り、図8(A)及び図11に示すように、導体セグメント14の一方の直線状部14aを第2スロット12の内側から6番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第8スロット12の内側から5番目に挿入する。
これと同様の要領で、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第14スロット1213の内側から6番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第20スロット1220の内側から5番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第26スロット1226の内側から6番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第32スロット1232の内側から5番目に挿入する。
更に、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第38スロット1238の内側から6番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第44スロット1244の内側から5番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第2スロット12の内側から8番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第8スロット12の内側から7番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第14スロット1214の内側から8番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第20スロット1220の内側から7番目に挿入する。
また、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第26スロット1226の内側から8番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第32スロット1232の内側から7番目に挿入する。
更に、同様に、別の導体セグメント14の一方の直線状部14aを第38スロット1238の内側から8番目に挿入するとともに、他方の直線状部14aを第44スロット1244の内側から7番目に挿入する。
次に、1本目のU相の固定子巻線13の結線に戻り、図8(A)及び図12に示すように、第43スロット43の内側から3番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第2スロット12に向かって折り曲げるとともに、第2スロット12の内側から2番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第43スロット1243に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第8スロット12の内側から1番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第14スロット1214に向かって折り曲げるとともに、第14スロット1214の内側から2番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第8スロット12に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第20スロット1220の内側から1番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第26スロット1226に向かって折り曲げるとともに、第26スロット1226の内側から2番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第20スロット1220に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第32スロット1232の内側から1番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第38スロット1238に向かって折り曲げるとともに、第38スロット1238の内側から2番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第32スロット1232に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第44スロット1244の内側から1番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第2スロット12に向かって折り曲げるとともに、第2スロット12の内側から4番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第44スロット1244に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第8スロット12の内側から3番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第14スロット1214に向かって折り曲げるとともに、第14スロット1214の内側から4番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第8スロット12に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第20スロット1220の内側から3番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第26スロット1226に向かって折り曲げるとともに、第26スロット1226の内側から4番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第20スロット1220に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第32スロット1232の内側から3番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第38スロット1238に向かって折り曲げるとともに、第38スロット1238の内側から4番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第32スロット1232に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
そして、一方の直線状部14aが第38スロット1238の内側から4番目に挿入されるとともに、他方の直線状部14aが第44スロット1244の内側から3番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gは、中性点に接続される。これにより、1本目のU相の固定子巻線13の結線が終了する。
次に、2本目のU相の固定子巻線13の結線に戻り、図8(A)及び図12に示すように、第43スロット1243の内側から7番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第2スロット12に向かって折り曲げるとともに、第2スロット12の内側から6番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第43スロット1243に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第8スロット12の内側から5番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第14スロット1214に向かって折り曲げるとともに、第14スロット1214の内側から6番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第8スロット12に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第20スロット1220の内側から5番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第26スロット1226に向かって折り曲げるとともに、第26スロット1226の内側から6番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第20スロット1220に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第32スロット1232の内側から5番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第38スロット1238に向かって折り曲げるとともに、第38スロット1238の内側から6番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第32スロット1232に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第44スロット1244の内側から5番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第2スロット12に向かって折り曲げるとともに、第2スロット12の内側から8番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第44スロット1244に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第8スロット12の内側から7番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第14スロット1214に向かって折り曲げるとともに、第14スロット1214の内側から8番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第8スロット12に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第20スロット1220の内側から7番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第26スロット1226に向かって折り曲げるとともに、第26スロット1226の内側から8番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第20スロット1220に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
また、第32スロット1232の内側から7番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第38スロット1238に向かって折り曲げるとともに、第38スロット1238の内側から8番目に挿入された導体セグメント14の一方の直線状部14aの端部14gを、周方向に第32スロット1232に向かって折り曲げ、それぞれの端部14g同士を溶接によって接合する。
そして、一方の直線状部14aが第38スロット1238の内側から8番目に挿入されるとともに、他方の直線状部14aが第44スロット1244の内側から7番目に挿入された導体セグメント14の他方の直線状部14aの端部14gは、中性点に接続される。これにより、2本目のU相の固定子巻線13の結線が終了する。
次に、4本のU相の固定子巻線13のうち3本目のU相の固定子巻線13及び4本目のU相の固定子巻線13の結線方法については、その詳細な説明は省略するが、図8(B)、図13及び図14に示すように、1本目のU相の固定子巻線13及び2本目のU相の固定子巻線13が設置されたスロット12と同一のスロットにおいて、1本目のU相の固定子巻線13及び2本目のU相の固定子巻線13と重ならない位置で、1本目のU相の固定子巻線13及び2本目のU相の固定子巻線13の結線方法と周方向に反対廻りで結線される。
また、4本のV相の固定子巻線13の結線方法については、4本のV相の固定子巻線13が周方向に隣接する第3スロット12及び第4スロット12、第9スロット12及び第10スロット1210、第15スロット1215及び第16スロット1216、第21スロット1221及び第22スロット1222、第27スロット1227及び第28スロット1228、第33スロット1233及び第34スロット1234、第39スロット1239及び第40スロット1240、及び第45スロット1245及び第46スロット1246に設置されている点を除き、4本のU相の固定子巻線13と同様に結線される。
更に、4本のW相の固定子巻線13の結線方法についても、4本のW相の各固定子巻線13が、周方向に隣接する第5スロット12及び第6スロット12、第11スロット1211及び第12スロット1212、第17スロット1217及び第18スロット1218、第23スロット1223及び第24スロット1224、第29スロット1229及び第30スロット1230、第35スロット1235及び第36スロット1236、第41スロット1241及び第42スロット1242、及び第47スロット1247及び第48スロット1248に設置されている点を除き、4本のU相の固定子巻線13と同様に結線される。
次に、図15及び図16を参照して、図2に示す固定子において、隣接する導体セグメント14同士が干渉することなく、かつ絶縁被覆が損傷してしまうことなくコイルエンドの高さを小さくすることができることを説明する。
複数の固定子巻線13を固定子コア11に設置すると、図16(B)に示すように、各固定子巻線13の各導体セグメント14が固定子コア11の軸方向端面11aから所定の高さh1だけ突出する。この高さh1をコイルエンドの高さと呼ぶ。
ここで、隣接する一方の導体セグメント14のクランク形状部14dは、図5及び図16(B)に示すように、隣接する他方の導体セグメント14の突出湾曲部14cと傾斜部14bとの接続部分14fの上側を横切る。この際に、隣接する他方の導体セグメント14の突出湾曲部14cと傾斜部14bとの接続部分14fは、突出湾曲部14cの根本側に設けられているから、隣接する一方の導体セグメント14のクランク形状部14dに対して隙間を空けた下方に位置する。このため、隣接する一方の導体セグメント14のクランク形状部14dが当該接続部分14fに干渉することはない。つまり、隣接する他方の導体セグメント14において、クランク形状部14dを形成する突出湾曲部14cが、一対の傾斜部14bの先端同士を連結するとともに、軸方向外側に湾曲して突出するので、突出湾曲部14cと傾斜部14bとの接続部分14fは相対的に位置が低くなるからである。
そして、コイルエンドの高さh1は、後述するコイルエンドの高さh2よりも低く抑えられており、コイルエンドの高さを小さくすることができる。
また、突出湾曲部14cは、導体セグメント14の板幅w以上の最小Rの曲げ半径rで曲げ加工されているから、曲げ半径が小さすぎたことによる導体セグメント14の絶縁被覆(エナメル被覆)の損傷を招くことはない。
従って、本実施形態に係る固定子10及び回転電機1によれば、隣接する導体セグメント14同士が干渉することなく、かつ絶縁被覆が損傷してしまうことなくコイルエンドの高さh1を小さくすることができる。また、前述したように、各導体セグメント14において、一対の直線状部14aの各々と一対の傾斜部14bの各々との接続部分14e、突出湾曲部14cの湾曲している部分、及び一対の傾斜部14bの各々の先端と突出湾曲部14cとの接続部分14fが、全て同一の最小Rの曲げ半径の曲げ加工部となっており、曲げ加工に際し最小Rの半径を有する棒状部材1つを用いて各導体セグメント14を製造できるので、簡単な製造方法で導体セグメント14、ひいては固定子10を製造することができる。
次に、図17及び図18を参照して、各導体セグメント14を、一対の直線状部14aと、一対の傾斜部14bと、それら一対の傾斜部14bの先端同士を連結する湾曲部14hと、湾曲部14hに形成されるクランク形状部14dとで構成し、湾曲部14hの内側の曲げ半径r1が最小Rよりも小さい導体セグメントを用いた場合について説明する。
この場合において、コイルエンドの高さをh1とし、図15及び図16に示す場合と同一とすると、一対の傾斜部14bの固定子コア11の軸方向端面11aに対する傾斜角度θ2は、前述の傾斜角度θ1よりは大きくなる。
ここで、隣接する一方の導体セグメント14のクランク形状部14dは、図18(B)に示すように、隣接する他方の導体セグメント14の傾斜部14bの上側を横切る。この際に、隣接する他方の導体セグメント14の傾斜部14bの上角縁14baは、隣接する一方の導体セグメント14のクランク形状部14dに対して隙間を空けた下方に位置する。これは、隣接する他方の導体セグメント14の湾曲部14hの内側の曲げ半径r1が最小Rよりも小さいため、隣接する他方の導体セグメント14の傾斜部14bの傾斜開始のポイントが湾曲部14h側に寄り、隣接する一方の導体セグメント14のクランク形状部14dから離れることから、このクランク形状部14dの位置では隣接する他方の導体セグメント14の傾斜部14bの上角縁14baが下方に下がっているからである。
従って、この図17及び図18に示す場合には、隣接する導体セグメント14同士が干渉することなく、コイルエンドの高さをh1に低くすることができる。
しかしながら、湾曲部14hの内側の曲げ半径r1が最小Rよりも小さいため、導体セグメント14の絶縁匍匐(エナメル被覆)の損傷を招くおそれがある。
次に、図19及び図20を参照して、各導体セグメント14を、一対の直線状部14aと、一対の傾斜部14bと、それら一対の傾斜部14bの先端同士を連結する湾曲部14hと、湾曲部14hに形成されるクランク形状部14dとで構成し、湾曲部14hの内側の曲げ半径rが最小Rの導体セグメントを用いた場合について説明する。
この場合において、コイルエンドの高さをh1とし、図15及び図16に示す場合と同一とすると、一対の傾斜部14bの固定子コア11の軸方向端面11aに対する傾斜角度θ3は、前述の傾斜角度θ1よりは大きくなる。
ここで、隣接する一方の導体セグメント14のクランク形状部14dは、図20(B)に示すように、隣接する他方の導体セグメント14の傾斜部14bの上側を横切る。この際に、隣接する他方の導体セグメント14の傾斜部14bの上角縁14baは、隣接する一方の導体セグメント14のクランク形状部14dに対して干渉する。これは、隣接する他方の導体セグメント14の湾曲部14hの内側の曲げ半径rが最小Rと同一であり、図18(B)で示した曲げ半径r1よりも大きいため、隣接する他方の導体セグメント14の傾斜部14bの傾斜開始のポイントが、隣接する一方の導体セグメント14のクランク形状部14d側に寄り、このクランク形状部14dの位置では隣接する他方の導体セグメント14の傾斜部14bの上角縁14baが高くなっているからである。
従って、この図19及び図20に示す場合には、コイルエンドの高さをh1まで低くすると、隣接する導体セグメント14同士が干渉することになる。
但し、湾曲部14hの内側の曲げ半径rは最小Rと同一であるため、導体セグメント14の絶縁被覆(エナメル被覆)の損傷を招くおそれはない。
次に、図21及び図22を参照して、各導体セグメント14を、一対の直線状部14aと、一対の傾斜部14bと、それら一対の傾斜部14bの先端同士を連結する湾曲部14hと、湾曲部14hに形成されるクランク形状部14dとで構成し、湾曲部14hの内側の曲げ半径rが最小Rであって、コイルエンドの高さをh2と高くした導体セグメントを用いた場合について説明する。
この場合において、コイルエンドの高さをh2とし、図15及び図16に示す場合のh1よりも高くすると、一対の傾斜部14bの固定子コア11の軸方向端面11aに対する傾斜角度θ4は、前述の傾斜角度θ3よりは大きくなる。
ここで、隣接する一方の導体セグメント14のクランク形状部14dは、図22(B)に示すように、隣接する他方の導体セグメント14の傾斜部14bの上側を横切る。この際に、隣接する他方の導体セグメント14の傾斜部14bの上角縁14baは、隣接する一方の導体セグメント14のクランク形状部14dに対して隙間を空けた下方に位置する。これは、隣接する他方の導体セグメント14の湾曲部14hの内側の曲げ半径rが最小Rと同一であり、図18(B)で示した曲げ半径r1よりも大きいため、隣接する他方の導体セグメント14の傾斜部14bの傾斜開始のポイントが、隣接する一方の導体セグメント14のクランク形状部14d側に寄るが、傾斜部14bの傾斜角度θ4が傾斜角度θ3よりも大きいため、このクランク形状部14dの位置では隣接する他方の導体セグメント14の傾斜部14bの上角縁14baが低くなっているからである。
従って、この図21及び図22に示す場合には、隣接する導体セグメント14同士が干渉することは回避できるが、コイルエンドの高さがh2と高くなってしまうことになる。
但し、湾曲部14hの内側の曲げ半径rは最小Rと同一であるため、導体セグメント14の絶縁被覆(エナメル被覆)の損傷を招くおそれはない。
これに対して、本実施形態に係る固定子10及び回転電機1によれば、前述したように、隣接する導体セグメント14同士が干渉することなく、かつ絶縁被覆が損傷してしまうことなくコイルエンドの高さをh1に低くすることができる。
次に、図23を参照して、導体セグメント19の変形例について説明する。図23において、図7に示す部材と同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略することがある。
図23に示す導体セグメント14は、一対の直線状部14aと、一対の傾斜部14bと、突出湾曲部14cと、クランク形状部14dとを備えている。導体セグメント14は、断面略矩形状の導体素線の外周にエナメル被覆(絶縁被覆)を施すことによって形成される。
導体セグメント14の一対の直線状部14aは、図7に示す導体セグメント14の一対の直線状部14aと同様に、固定子コア11に形成された周方向に異なる一対のスロット12に差し込まれ、各直線状部14aの端部14gが周方向に折り曲げられ、同じく周方向に折り曲げられた、別個の導体セグメント14の端部14gに溶接によって接合される。
また、一対の傾斜部14bは、図7に示す導体セグメント14の一対の傾斜部14bと同様に、一対の直線状部14aのそれぞれの端部14gとは軸方向において反対側の端部から中央部に向けて固定子コア11の軸方向端面から軸方向外側に突出するように傾斜して延びている。各傾斜部14bの水平線に対する傾斜角度θ5(図23(B)参照)は、固定子コア11の軸方向端面11aからの導体セグメント14の突出高さによって決定される。この導体セグメント14の、固定子コア11の軸方向端面11aからの突出高さは、コイルエンドの高さと同等で、図7に示した導体セグメント14の突出高さh1と同等である。なお、後述するが、導体セグメント14の突出湾曲部14cには、図7に示す導体セグメント14の突出湾曲部14cと異なり、直線部14iが存在するので、傾斜角度θ5は、傾斜角度θ1よりも小さい。
また、突出湾曲部14cは、一対の傾斜部12bの先端同士を連結するとともに、軸方向外側に湾曲して突出するように形成されている。突出湾曲部14cは、図7に示す導体セグメント14の突出湾曲部14cと異なり、一対の傾斜部14bの各々の先端から軸方向に沿って外側に直線状に延びる一対の直線部14iを備えている。また、突出湾曲部14cは、一対の直線部14iの先端同士を連結する、軸方向外側に湾曲して突出する湾曲部14jを備えている。
また、クランク形状部14dは、突出湾曲部14cに形成され、図23(A)に示すように、一方の直線状部14bから他の直線状部14bに向けて導体セグメント14の板厚t分だけずらすようになっている。
そして、導体セグメント14においては、図23(B)に示すように、一対の直線状部14aの各々と一対の傾斜部14bの各々との接続部分14e、湾曲部14j、及び一対の傾斜部14bの各々の先端と一対の直線部14iの各々との接続部分14fが、全て同一の最小Rの曲げ半径rの曲げ加工部となっている。
そして、この導体セグメント14を製造する際には、先ず、最小Rの半径を有する棒状部材を準備する。
次いで、断面略矩形状の導体素線の外周にエナメル被覆(絶縁被覆)を施した線材の一方の接続部分14eに相当する部分の内側面を、前述の棒状部材を用いて一方の傾斜部14bとなる部分の傾斜角度がθ5となるように折り曲げる。
その後、一方の接続部分14fに相当する部分の外側面を、棒状部材を用いて突出湾曲部14cとなる部分が突出するように折り曲げるとともに、湾曲部14jとなる部分の内側面を、棒状部材を用いて折り曲げる。
そして、他方の接続部分14fに相当する部分の外側面を、棒状部材を用いて他方の傾斜部14bが一方の傾斜部14bと対称となるように折り曲げる。
最後に、他方の接続部分14eに相当する部分の内側面を、棒状部材を用いて他方の直線状部14bが一方の直線状部14bと平行となるように折り曲げる。これにより、導体セグメント14が完成する。
このように、各導体セグメント14において、一対の直線状部14aの各々と一対の傾斜部14bの各々との接続部分14e、湾曲部14jの内側、及び一対の傾斜部14bの各々の先端と突出湾曲部14cとの接続部分14fが、全て同一の最小Rの曲げ半径rの曲げ加工部となっており、曲げ加工に際し最小Rの半径を有する棒状部材1つを用いて各導体セグメント14を製造できるので、簡単な製造方法で導体セグメント14、ひいては固定子10を製造することができる。
また、図23に示す導体セグメン14を用いることにより、隣接する導体セグメント14同士が干渉することなく、かつ絶縁被覆が損傷してしまうことなくコイルエンドの高さをh1に低くすることができる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、固定子10を用いる回転電機1は、三相永久磁石同期電動機として説明してあるが、三相誘導電動機であってもよい。
また、U相の固定子巻線13、V相の固定子巻線13及びW相の固定子巻線13の結線方法は、説明した例に限られない。
また、図7に示す導体セグメント14を用いた固定子10及び回転電機1において、少なくととも一対の直線状部14aの各々と一対の傾斜部14bの各々との接続部分14e及び突出湾曲部14cの湾曲している部分が、全て同一の、導体素線の板幅w以上の大きさを有する最小Rの曲げ半径rの曲げ加工部となっていればよく、一対の傾斜部14bの各々の先端と突出湾曲部14cとの接続部分14fが、最小Rの曲げ半径rの曲げ加工部となっている必要は必ずしもない。当該接続部分14fは、最小Rよりも大きな曲げ半径rの曲げ加工部となっていてもよい。
更に、図23に示す導体セグメント14を用いた固定子10及び回転電機1において、少なくとも一対の直線状部14aの各々と一対の傾斜部14bの各々との接続部分14e及び突出湾曲部14cの湾曲している部分(湾曲部14j)が、全て同一の、導体素線の板幅w以上の大きさを有する最小Rの曲げ半径rの曲げ加工部となっていればよく、一対の傾斜部14bの各々の先端と一対の直線部14iの各々との接続部分14fが、最小Rの曲げ半径rの曲げ加工部となっている必要は必ずしもない。当該接続部分14fは、最小Rよりも大きな曲げ半径の曲げ加工部となっていてもよい。
1 回転電機
10 固定子
11 固定子コア
12 スロット
13 固定子巻線
14 導体セグメント
14a 直線状部
14b 傾斜部
14c 突出湾曲部
14d クランク形状部
14e 接続部分
14f 接続部分
14g 端部
14i 直線部
14j 湾曲部

Claims (5)

  1. 周方向に複数のスロットを有する固定子コアと、前記複数のスロットに設置された複数の固定子巻線とを備え、該複数の固定子巻線の各々が断面略矩形状の導体素線を略U字形状に形成してなる複数の導体セグメントの端部を接合して構成された固定子であって、
    前記複数の導体セグメントの各々は、前記固定子コアに形成された周方向に異なる一対のスロットに差し込まれる一対の直線状部と、該一対の直線状部のそれぞれの前記端部とは軸方向において反対側の端部から中央部に向けて前記固定子コアの軸方向端面から軸方向外側に突出するように傾斜して延びる一対の傾斜部と、該一対の傾斜部の先端同士を連結する、軸方向外側に湾曲して突出する突出湾曲部と、該突出湾曲部に設けられたクランク形状部とを備え、
    少なくとも前記一対の直線状部の各々と前記一対の傾斜部の各々との接続部分及び前記突出湾曲部の湾曲している部分が、全て同一の、前記導体素線の板幅以上の大きさを有する最小Rの曲げ半径の曲げ加工部であることを特徴とする固定子。
  2. 前記一対の傾斜部の各々の先端と前記突出湾曲部との接続部分が、前記最小Rの曲げ半径の曲げ加工部であることを特徴とする請求項1に記載の固定子。
  3. 前記突出湾曲部が、前記一対の傾斜部の各々の先端から軸方向に沿って外側に直線状に延びる一対の直線部を備え、前記湾曲している部分が、前記一対の直線部の先端同士を連結する、軸方向外側に湾曲して突出する湾曲部であることを特徴とする請求項1に記載の固定子。
  4. 前記一対の傾斜部の各々の先端と前記一対の直線部の各々との接続部分が、前記最小Rの曲げ半径の曲げ加工部であることを特徴とする請求項3に記載の固定子。
  5. 請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の固定子と、該固定子の前記固定子コアの内周側に設けられた回転子とを備えていることを特徴とする回転電機。
JP2016157897A 2016-08-10 2016-08-10 固定子及びそれを備えた回転電機 Active JP6862715B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016157897A JP6862715B2 (ja) 2016-08-10 2016-08-10 固定子及びそれを備えた回転電機
DE102017114374.2A DE102017114374A1 (de) 2016-08-10 2017-06-28 Stator und rotierende Elektromaschine, die diesen enthält
US15/637,972 US10608492B2 (en) 2016-08-10 2017-06-29 Stator and rotating electrical machine including the same
CN201710534509.8A CN107733116B (zh) 2016-08-10 2017-07-03 定子以及具备该定子的旋转电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016157897A JP6862715B2 (ja) 2016-08-10 2016-08-10 固定子及びそれを備えた回転電機

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2018026964A true JP2018026964A (ja) 2018-02-15
JP2018026964A5 JP2018026964A5 (ja) 2019-09-05
JP6862715B2 JP6862715B2 (ja) 2021-04-21

Family

ID=61018444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016157897A Active JP6862715B2 (ja) 2016-08-10 2016-08-10 固定子及びそれを備えた回転電機

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10608492B2 (ja)
JP (1) JP6862715B2 (ja)
CN (1) CN107733116B (ja)
DE (1) DE102017114374A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020240762A1 (ja) * 2019-05-30 2020-12-03 日立オートモティブ電動機システムズ株式会社 回転電機
US12021423B2 (en) 2019-05-30 2024-06-25 Hitachi Astemo Electric Motor Systems, Ltd. Dynamo-electrical machine

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018213266A1 (de) * 2018-08-08 2020-02-13 Em-Motive Gmbh Stator einer elektrischen Maschine
CN110829659A (zh) * 2019-10-18 2020-02-21 中国第一汽车股份有限公司 一种发卡绕组式电机定子及电机
CN115242001A (zh) * 2021-04-23 2022-10-25 台达电子工业股份有限公司 发夹形导线马达定子
JP7254140B1 (ja) * 2021-10-04 2023-04-07 三菱電機株式会社 回転電機

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176752A (ja) * 2000-02-07 2002-06-21 Mitsubishi Electric Corp 回転電機の巻線組立およびその製造方法ならびにその巻線組立を用いた回転電機の固定子
US20110174038A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Denso Corporation Method and apparatus for rolling electric wire for stator coil of electric rotating machine
JP2013091108A (ja) * 2013-02-04 2013-05-16 Aisin Aw Co Ltd 曲げ加工装置及び曲げ加工機
JP2013138594A (ja) * 2011-11-30 2013-07-11 Sumitomo Electric Ind Ltd セグメントコイル、セグメントコイルの製造方法、セグメントコイル用線材及びステータ
US20140125188A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-08 LC Drives Corp. Concentrated winding stator construction for high efficiency machine
JP2015139247A (ja) * 2014-01-21 2015-07-30 三菱電機株式会社 回転電機の固定子

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4029519B2 (ja) * 1999-04-12 2008-01-09 株式会社デンソー 車両用交流発電機の固定子
JP2001231203A (ja) * 2000-02-10 2001-08-24 Mitsubishi Electric Corp 車両用交流発電機
JP2003018778A (ja) 2001-07-03 2003-01-17 Toyota Motor Corp 電動機
JP3736754B2 (ja) * 2002-03-01 2006-01-18 株式会社デンソー 車両用交流発電機の固定子
JP4688003B2 (ja) 2007-03-05 2011-05-25 株式会社デンソー 回転電機の固定子およびそれを用いた回転電機
WO2013179477A1 (ja) * 2012-06-01 2013-12-05 株式会社安川電機 回転電機、回転電機用ステータおよび車両
US20140111055A1 (en) * 2012-10-23 2014-04-24 Remy Technologies, L.L.C. Conductor with divot for improved form factor
JP5959726B2 (ja) * 2013-04-02 2016-08-02 三菱電機株式会社 回転電機の固定子
JP6461158B2 (ja) * 2014-08-07 2019-01-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転電機の固定子、及びこれを備えた回転電機

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176752A (ja) * 2000-02-07 2002-06-21 Mitsubishi Electric Corp 回転電機の巻線組立およびその製造方法ならびにその巻線組立を用いた回転電機の固定子
US20110174038A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Denso Corporation Method and apparatus for rolling electric wire for stator coil of electric rotating machine
JP2011167053A (ja) * 2010-01-15 2011-08-25 Denso Corp 固定子巻線の巻回方法,固定子巻線の巻回装置及び固定子巻線の製造装置
JP2013138594A (ja) * 2011-11-30 2013-07-11 Sumitomo Electric Ind Ltd セグメントコイル、セグメントコイルの製造方法、セグメントコイル用線材及びステータ
US20140125188A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-08 LC Drives Corp. Concentrated winding stator construction for high efficiency machine
JP2013091108A (ja) * 2013-02-04 2013-05-16 Aisin Aw Co Ltd 曲げ加工装置及び曲げ加工機
JP2015139247A (ja) * 2014-01-21 2015-07-30 三菱電機株式会社 回転電機の固定子

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020240762A1 (ja) * 2019-05-30 2020-12-03 日立オートモティブ電動機システムズ株式会社 回転電機
JPWO2020240762A1 (ja) * 2019-05-30 2020-12-03
JP7361106B2 (ja) 2019-05-30 2023-10-13 日立Astemo電動機システムズ株式会社 回転電機
US12021423B2 (en) 2019-05-30 2024-06-25 Hitachi Astemo Electric Motor Systems, Ltd. Dynamo-electrical machine

Also Published As

Publication number Publication date
US20180048203A1 (en) 2018-02-15
US10608492B2 (en) 2020-03-31
JP6862715B2 (ja) 2021-04-21
CN107733116B (zh) 2021-10-26
CN107733116A (zh) 2018-02-23
DE102017114374A1 (de) 2018-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2018026964A (ja) 固定子及びそれを備えた回転電機
KR101044175B1 (ko) 모터 고정자를 제조하는 방법 및 모터 고정자
JP5907128B2 (ja) 回転電機の固定子
KR101128995B1 (ko) 스테이터 및 그 제조방법
JP4301334B2 (ja) 回転電機
JP6033582B2 (ja) ステータおよびステータの製造方法
JP5573327B2 (ja) 回転電機の固定子及びその製造方法
JP4662141B2 (ja) 固定子を含む回転電機
WO2014007176A1 (ja) ステータ
JP6261809B2 (ja) 固定子および回転電機
JP5609173B2 (ja) 回転電機のステータ及び回転電機のステータにおけるコイル製造方法
JP2014225974A (ja) セグメントコンダクタ型の回転電機のステータ及びその製造方法
JP6638629B2 (ja) 回転電機のステータ
JP5315644B2 (ja) 回転電機のステータコイル巻装方法及び回転電機
JP2006033964A (ja) 回転電機および回転電機の製造方法
US20120001516A1 (en) Stator for electric rotating machine and method of manufacturing the same
JP2010142019A (ja) 回転電機の多相波巻き巻線およびその製造方法
JP2009044780A (ja) 回転電機の渡り導体接合型ステータコイル
JP5370245B2 (ja) 回転電機の固定子の製造方法
JP6516004B2 (ja) ステータ
JP2010011569A (ja) ステータ
JP6093684B2 (ja) 回転電機の固定子及びこれを備えた回転電機
JP4483241B2 (ja) 3相モータ
JP2006067674A (ja) セグメント導体型電機子
JP7365971B2 (ja) 回転電機のコイル巻線方法及びコイル巻装用治具

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190712

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190712

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190723

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200707

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200904

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210302

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210315

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6862715

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150