JP2018064421A - Stator of dynamo-electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機のステータに関し、特に、セグメントコイルをワニスを介してステータコアに固定する回転電機のステータに関する。 The present invention relates to a stator for a rotating electrical machine, and more particularly to a stator for a rotating electrical machine that fixes a segment coil to a stator core via a varnish.
モータジェネレータ等の回転電機のステータコイルとして、巻線コイルやセグメントコイル等が用いられる。セグメントコイルは、例えば、略U字型に曲げ成形した導体セグメントの各直線部分をステータコアのスロットの一方からそれぞれ挿入し、他方から突出した各直線部分を折り曲げ加工し、他の導体セグメントの曲げ加工部分の先端同士を順次溶接してティースの周囲に巻回してコイルを形成するものである。そして、セグメントコイルの上方からワニスを滴下して、このワニスが導体セグメントの隙間を通ってスロットに流れ込み、ワニスが固化することによって、セグメントコイルはステータコアに固定される。 A winding coil, a segment coil, or the like is used as a stator coil of a rotating electrical machine such as a motor generator. For example, the segment coil is formed by inserting each straight portion of a conductor segment bent into a substantially U shape from one of the slots of the stator core, bending each straight portion protruding from the other, and bending other conductor segments. The tips of the parts are sequentially welded and wound around the teeth to form a coil. Then, the varnish is dropped from above the segment coil, the varnish flows into the slot through the gap between the conductor segments, and the varnish is solidified, whereby the segment coil is fixed to the stator core.
特に、ワニスをスロットに流し入れる構成として、ステータコアの端面に配置されるインシュレータのコイルエンド側面に対向する部分に、このコイルエンドよりも軸方向の高さが高い壁部を立設した構成がある(例えば、特許文献1参照)。この構成では、インシュレータの壁部とコイルエンド側面との間からワニスを、セグメントコイルのコイル間に流し入れている。 In particular, as a configuration for pouring the varnish into the slot, there is a configuration in which a wall portion having an axial height higher than that of the coil end is erected on a portion facing the coil end side surface of the insulator disposed on the end surface of the stator core ( For example, see Patent Document 1). In this configuration, the varnish is poured between the coil of the segment coil from between the wall portion of the insulator and the side surface of the coil end.
ワニスがスロット内に十分に入り込まないと、セグメントコイルとステータコアとの固定が不十分になる可能性がある。特許文献1に記載の構成では、ワニスをインシュレータの壁部とコイルエンドとの間から流し入れているので、ワニスをセグメントコイル全体に浸透させるには時間を要する。
If the varnish does not sufficiently enter the slot, the segment coil and the stator core may not be sufficiently fixed. In the configuration described in
また、ワニスをセグメントコイルの上方から滴下した場合でも、セグメントコイルを構成する導体セグメントの集積率が高く、導体セグメントが互いに密着している部分が多いと、ワニスは導体セグメントの密着部で阻まれて、セグメントコイル全体に浸透し難い。このため、ワニスはスロット内にも浸透し難くなり、その結果、セグメントコイルとステータコアとの固定が不十分になる可能性がある。 Even when varnish is dropped from above the segment coil, if the integration rate of the conductor segments constituting the segment coil is high and there are many portions where the conductor segments are in close contact with each other, the varnish is blocked by the contact portions of the conductor segments. It is difficult to penetrate the entire segment coil. For this reason, it becomes difficult for the varnish to penetrate into the slot, and as a result, the segment coil and the stator core may be insufficiently fixed.
そこで、本発明では、ワニスがセグメントコイル全体に浸透し易く、セグメントコイルをステータコアに十分に固定する回転電機のステータを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a stator for a rotating electrical machine in which varnish easily penetrates the entire segment coil and sufficiently fixes the segment coil to the stator core.
本発明の回転電機のステータは、複数のスロットを有するステータコアと、複数の前記スロットにそれぞれ挿入された導体セグメントを互いに連結して形成されたセグメントコイルとを備え、前記導体セグメントは、前記ステータコアの軸方向の端面よりも外側に突出する部分が、前記ステータコアの周方向において隣接する導体セグメントに重なるように斜めに折り曲げられた斜行部を有し、前記斜行部にワニスを塗布して当該ワニスを複数の前記スロット内に含浸させて、前記セグメントコイルを前記ステータコアに固定する回転電機のステータであって、前記斜行部に、隣接する前記導体セグメントの斜行部に向かって突出して、当該隣接する前記導体セグメントの斜行部との間に隙間を形成する膨出部が設けられていることを特徴とする。 A stator of a rotating electrical machine according to the present invention includes a stator core having a plurality of slots, and a segment coil formed by connecting conductor segments respectively inserted into the plurality of slots, and the conductor segments are formed on the stator core. A portion projecting outward from the end face in the axial direction has a skewed portion that is obliquely bent so as to overlap an adjacent conductor segment in the circumferential direction of the stator core, and varnish is applied to the skewed portion. A stator of a rotating electrical machine that impregnates a varnish into the plurality of slots and fixes the segment coil to the stator core, and protrudes toward the skew portion of the conductor segment adjacent to the skew portion, A bulging portion is provided to form a gap between the skewed portions of the adjacent conductor segments. That.
本発明によれば、ワニスがセグメントコイル全体に浸透し、セグメントコイルをステータコアに十分に固定することができる。 According to the present invention, the varnish penetrates the entire segment coil, and the segment coil can be sufficiently fixed to the stator core.
本実施形態における回転電機は、ハイブリッド車両や電動車両のモータジェネレータに使用される。図1は、本発明の一実施形態に係る回転電機のステータ1の斜視図である。図1に示すように、ステータ1は、ステータコア10と、平角線で構成されるセグメントコイル20とを備える。ステータコア10は、環状の磁性体部品であり、例えば、複数の珪素鋼鈑(電磁鋼鈑)が積層されて構成されている。なお、樹脂バインダと磁性材粉末を加圧成形することにより構成されてもよい。
The rotating electrical machine in the present embodiment is used for a motor generator of a hybrid vehicle or an electric vehicle. FIG. 1 is a perspective view of a
ステータコア10は、環状で外周側に配設されるヨーク11と、複数のティース12を有する。複数のティース12は、周方向に互いに間隔をおいて配設され、各ティース12は、ヨーク11から径方向の内方側に突出する。セグメントコイル20は、U,V,Wの三相のコイルを備え、これらのU,V,Wの三相のコイルをY結線して構成される。セグメントコイル20は、隣接するティース12の間の空間であるスロット13に挿通され、ティース12に巻回される。
The
図2に示すように、セグメントコイル20は、複数のU字形の導体セグメント21の一対の脚部22,22が、ステータコア10の軸方向の一端よりも外側に突出する部分が折り曲げられて、この曲げられた部分が、隣接する他の導体セグメント21の脚部22に連結することにより形成されている。
As shown in FIG. 2, the
続いて、セグメントコイル20の形成について詳しく説明する。図2において、導体セグメント21は、互いに平行な一対の脚部22,22と、脚部22,22の各一端を互いに連結し、U字形を形成する連結斜行部23とを有する。導体セグメント21の脚部22,22は、断面矩形の平角状である導体素線24と、導体素線24の長さの殆どの部分を覆う絶縁皮膜25とを含む。導体セグメント21の脚部22,22の先端では、導体素線24が絶縁皮膜25から露出している。
Next, the formation of the
導体セグメント21の脚部22,22は、ステータコア10の軸方向の一端側からスロット13に挿入される。そして、ステータコア10の軸方向の他端側より突出する脚部22,22の部分が、ステータコア10の周方向に折り曲げられて折曲斜行部22a(図2中一点鎖線で示す)が形成される。この折曲斜行部22aのステータコア10の軸方向における側面には、ステータコア10の軸方向に向かって突出する膨出部22b,22bがそれぞれ形成されている。
The
膨出部22b,22bは、脚部22を押し潰すことによって形成されている。すなわち、図3において、折曲斜行部22aを、その幅方向の両側から矢印Pで示すように押し潰すことによって、押し潰された部分が矢印Pの方向と直交する矢印B方向に膨出して膨出部22b,22bが形成される。なお、この押し潰し作業を、脚部22の折り曲げ作業と同時に行うことによって、作業工程の増加を抑制することができる。
The bulging
図4に、導体セグメント21の脚部22を折り曲げた状態の拡大図を示す。なお、図4において、2つの導体セグメント21,21のみを示し、他の導体セグメント21の図示を省略している。
In FIG. 4, the enlarged view of the state which bent the
図4に示すように、脚部22を折り曲げると、折曲斜行部22aは、隣接する折曲斜行部22aに重なるように配置される。このとき、折曲斜行部22aの膨出部22bが、隣接する折曲斜行部22aに当接して当該折曲斜行部22aとの間に隙間Sが形成される。
As shown in FIG. 4, when the
図2に戻って、折曲斜行部22aの先端部、すなわち、導体素線24は、図2中一点鎖線で示すように、ステータコア10の軸方向に向かって延びるようにさらに折り曲げ形成される。
Returning to FIG. 2, the distal end portion of the bent and
そして、複数の導体セグメント21において、径方向に隣接する同じ相の導体セグメント21の軸方向に延びる先端部(導体素線24)が、TIG溶接などの溶接によって接合されて接続される。これによって、複数の導体セグメント21は、ステータコア10の軸方向の一端よりも外側に配置される部分が折り曲げられて互いに連結される。このように、導体セグメント21を折り曲げて、隣接する導体セグメント21と接続することによって、図1に示すセグメントコイル20が形成される。
And in the some
次に、セグメントコイル20にワニスWを滴下して、セグメントコイル20をステータコア10に固定する場合について説明する。特に、ワニスWを滴下したときのワニスWの流れについて説明する。
Next, a case where the varnish W is dropped onto the
図1において、ステータ1を図示しない冶具によりステータコア10の軸方向が鉛直方向と平行になるように固定する。次に、ステータコア10の軸方向の上方から、ワニスWをセグメントコイル20に滴下する。セグメントコイル20に滴下されたワニスWは、図4において、矢印Fで示すように、導体セグメント21における折曲斜行部22aの隙間Sに入り込み、折曲斜行部22aに沿ってセグメントコイル20の内部に浸透する。このように、ワニスWは、導体セグメント21の折曲斜行部22aの隙間Sを通って、スロット13内に導かれて、スロット13内に浸透する。その後、セグメントコイル20の全体にワニスWが含浸されたステータ1を加熱することによってスロット13内のワニスWが固化して、セグメントコイル20がステータコア10にしっかりと固定される。
In FIG. 1, the
以上説明したように、導体セグメント21の折曲斜行部22aに膨出部22bを形成したので、隣接する導体セグメント21,21の間に隙間Sを形成することができ、この隙間Sを通ってワニスWがセグメントコイル20の全体に浸透するので、ワニスWはスロット13内にも十分に浸透する。この結果、ワニスWが固化したときには、セグメントコイル20をステータコア10に十分に固定することができる。また、セグメントコイル20のステータコア10への固定が不十分である場合に発生する振動や通電による絶縁不良を抑制することができる。
As described above, since the
また、導体セグメント21を押し潰すことによって、膨出部22bを形成することができるので、膨出部22bの形成のために他の部品等を必要とせず、また、簡易な方法を採用することができ、膨出部22bに関する部品コストや製造コストの増加を抑制することができる。
Moreover, since the bulging
上述の実施形態では、脚部22を折り曲げた折曲斜行部22aに膨出部22bを形成した場合について説明したが、図2において、連結斜行部23にも、膨出部22bと同様の膨出部を形成してもよい。この場合には、図1において、ステータ1の軸方向の一端側からのワニスWの滴下後、ステータ1を裏返して再度ワニスWを滴下する。この際にも、上述の場合と同様にワニスWが連結斜行部23間に形成される隙間Sを通ってセグメントコイル20の全体に浸透する。
In the above-described embodiment, the case where the bulging
また、導体セグメント21の折曲斜行部22aの軸方向の両側に、一対の膨出部22b,22bを形成していたが、膨出部22b,22bの数及び形成位置は、折曲斜行部22aの長さに応じて適宜設定すればよい。なお、膨出部22bの形成位置は、全ての導体セグメント21において同一位置に形成することが好ましい。
In addition, the pair of bulging
1 ステータ、10 ステータコア、11 ヨーク、12 ティース、13 スロット、20 セグメントコイル、21 導体セグメント、22 脚部、22a 折曲斜行部、22b 膨出部、23 連結斜行部、24 導体素線、25 絶縁皮膜、S 隙間、W ワニス。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記導体セグメントは、前記ステータコアの軸方向の端面よりも外側に突出する部分が、前記ステータコアの周方向において隣接する導体セグメントに重なるように斜めに折り曲げられた斜行部を有し、
前記斜行部にワニスを塗布して当該ワニスを複数の前記スロット内に含浸させて、前記セグメントコイルを前記ステータコアに固定する回転電機のステータであって、
前記斜行部に、隣接する前記導体セグメントの斜行部に向かって突出して、当該隣接する前記導体セグメントの斜行部との間に隙間を形成する膨出部が設けられていることを特徴とする回転電機のステータ。 A stator core having a plurality of slots, and a segment coil formed by connecting conductor segments respectively inserted into the plurality of slots,
The conductor segment has a skewed portion bent obliquely so that a portion protruding outward from an end face in the axial direction of the stator core overlaps an adjacent conductor segment in the circumferential direction of the stator core;
A stator of a rotating electrical machine that applies a varnish to the skew portion and impregnates the varnish into the plurality of slots, and fixes the segment coil to the stator core,
The oblique portion is provided with a bulging portion that protrudes toward the oblique portion of the adjacent conductor segment and forms a gap with the oblique portion of the adjacent conductor segment. A stator of a rotating electrical machine.
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