JP2019140710A - Stator of rotary electric machine - Google Patents

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JP2019140710A
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川村 浩司
Koji Kawamura
浩司 川村
直弘 本石
Naohiro Motoishi
直弘 本石
長谷川 和哉
Kazuya Hasegawa
和哉 長谷川
尚俊 増田
Hisatoshi Masuda
尚俊 増田
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Abstract

To provide a stator of a rotary electric machine, which can be miniaturized, secures mechanical strength of jointing parts at coil ends and can suppress occurrence of a fatigue failure of the jointing parts.SOLUTION: First coil end parts of coil segments where radial positions of straight parts inserted into a pair of slots detached by six slots differ by one straight part are connected, second coil end parts of the coil segments where radial positions of straight parts inserted into a pair of slots detached by six slots differ by one straight part are connected, and the plurality of coil segments are connected. Four jointing parts of the first coil end parts are arranged in a line in a radial direction by alternately changing heights in an axial direction, and are arrayed in a circumferential direction at one slot pitch, and, four jointing parts of the second coil end parts are arranged in a line in the radial direction by alternately changing the heights in the axial direction and are arrayed in the circumferential direction at one slot pitch.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この発明は、回転電機の固定子に関するものである。   The present invention relates to a stator of a rotating electrical machine.

回転電機の固定子は、固定子鉄心と、固定子コイルと、を備える。固定子コイルの巻線方式には、磁極のそれぞれに導体線を巻き付ける集中巻方式と、複数の磁極を跨いだ磁極の対に導体線を巻き付ける分布巻方式と、がある。分布巻方式は、集中巻方式に比べて、回転磁界の分布が滑らかになることから、回転電機の運転時の振動を低減できるという効果が得られる。一方、分布巻方式で構成された固定子コイルのコイルエンドにおいては、導体線同士の接合部が径方向に重なることから、接合部間の隙間を確保する必要がある。これにより、コイルエンドの径方向寸法が増大し、回転電機の小型化が図れなかった。   A stator of a rotating electrical machine includes a stator core and a stator coil. The stator coil winding method includes a concentrated winding method in which a conductor wire is wound around each magnetic pole, and a distributed winding method in which a conductor wire is wound around a pair of magnetic poles straddling a plurality of magnetic poles. Since the distributed winding method has a smoother distribution of the rotating magnetic field than the concentrated winding method, the effect of reducing vibration during operation of the rotating electrical machine can be obtained. On the other hand, in the coil end of the stator coil configured by the distributed winding method, since the joint portions of the conductor wires overlap in the radial direction, it is necessary to secure a gap between the joint portions. As a result, the radial dimension of the coil end increases, and the rotating electrical machine cannot be reduced in size.

このような状況を鑑み、接合部となる導体線の端部を切り欠いて、当該切り欠き部の断面積を他の部位の断面積より小さくし、接合部の断面積の増大を抑えた導体線の接合方法が提案されていた(例えば、特許文献1参照)。これにより、コイルエンドの径方向寸法の増大が抑えられ、回転電機の小型化が実現される。   In view of such a situation, the end of the conductor wire that becomes the joint is cut out, and the cross-sectional area of the cut-out part is made smaller than the cross-sectional area of other parts, and the increase in the cross-sectional area of the joint is suppressed. A method for joining wires has been proposed (see, for example, Patent Document 1). As a result, an increase in the radial dimension of the coil end is suppressed, and a reduction in the size of the rotating electrical machine is realized.

特許第3303854号公報Japanese Patent No. 3303854

しかしながら、特許文献1による導体線の接合方法では、導体線の端部の切り欠き部の断面積が他の部位の断面積より小さくなっている。これにより、接合部の機械的強度が他の部位の機械的強度に対して相対的に小さくなる。その結果、接合部の機械的強度を超える大きな振動、衝撃などが作用する環境で回転電機が用いられると、コイルエンドの接合部が疲労破壊を引き起こすという課題があった。   However, in the method for joining conductor wires according to Patent Document 1, the cross-sectional area of the notch at the end of the conductor wire is smaller than the cross-sectional area of other portions. As a result, the mechanical strength of the joint becomes relatively smaller than the mechanical strength of other parts. As a result, when a rotating electrical machine is used in an environment where large vibrations and impacts exceeding the mechanical strength of the joint act, there is a problem that the joint of the coil end causes fatigue failure.

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、小型化を図ることができ、かつコイルエンドにおける接合部の機械的強度を確保して、接合部の疲労破壊の発生を抑制できる回転電機の固定子を得ることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve such a problem, and can be downsized and ensure the mechanical strength of the joint portion at the coil end to prevent fatigue fracture of the joint portion. The object is to obtain a stator of a rotating electrical machine that can be suppressed.

この発明による回転電機の固定子は、スロット深さ方向を径方向とするスロットが周方向に複数配列されている円環状の固定子鉄心と、上記スロットのそれぞれに挿入された複数のコイルセグメントと、を備える。上記複数のコイルセグメントは、それぞれ、上記スロットに挿入される直線部と、上記直線部の一端から上記スロットの軸方向一側に延び出る第1コイルエンド部と、上記直線部の他端から上記スロットの軸方向他側に延び出る第2コイルエンド部と、からなり、上記スロットのそれぞれには、上記直線部が、径方向に1列に並んで2m本挿入されている(ただし、mは2以上の整数)。一のスロットと上記一のスロットから周方向に複数のスロットだけ離れたスロットとに挿入されている上記直線部の径方向位置が直線部1本分だけ異なるコイルセグメントの第1コイルエンド部同士が接続され、かつ、上記一のスロットと上記一のスロットから周方向に上記複数のスロットだけ離れたスロットとに挿入されている上記直線部の径方向位置が直線部1本分だけ異なるコイルセグメントの第2コイルエンド部同士が接続されて、上記複数のコイルセグメントが接続されており、上記第1コイルエンド部同士の接合部が、軸方向の高さを交互に変えて、径方向に1列にm個並んで、周方向に配列され、上記第2コイルエンド部同士の接合部が、軸方向の高さを交互に変えて、径方向に1列にm個、又は(m−1)個並んで、周方向に配列されている。 A stator of a rotating electrical machine according to the present invention includes an annular stator core in which a plurality of slots having a radial direction in the slot depth direction are arranged in the circumferential direction, and a plurality of coil segments inserted into each of the slots. . The plurality of coil segments respectively include a straight portion inserted into the slot, a first coil end portion extending from one end of the straight portion to one side in the axial direction of the slot, and the other end of the straight portion. A second coil end portion extending to the other side in the axial direction of the slot, and 2 m of the linear portions are inserted in each of the slots in a line in the radial direction (where m is An integer of 2 or more). The first coil end portions of the coil segments that are inserted in one slot and a slot that is spaced apart from the one slot by a plurality of slots in the circumferential direction differ in the radial position of the straight portion by one straight portion. Coil segments that are connected and that are inserted in the one slot and a slot that is circumferentially separated from the one slot by the plurality of slots differ in the radial position of the linear portion by one linear portion. The second coil end portions are connected to each other, the plurality of coil segments are connected to each other, and the joint portions of the first coil end portions are alternately arranged in the radial direction by changing the height in the axial direction alternately. Are arranged in the circumferential direction and the joint portions of the second coil end portions are alternately changed in height in the axial direction, and m in a row in the radial direction, or (m−1) Lined up, circumferential direction It is arranged.

この発明によれば、第1および第2コイルエンド部の接合部が、軸方向の高さを交互に変えて、径方向に1列に並んでいる。これにより、径方向寸法が増大する接合部が径方向に重ならならず、コイルエンドの径方向寸法の増大が抑制され、回転電機の小型化が図られる。さらに、接合部の機械的強度が確保され、接合部の疲労破壊の発生が抑制される。   According to the present invention, the joint portions of the first and second coil end portions are arranged in a line in the radial direction, with the axial heights alternately changed. As a result, the joints that increase in the radial dimension do not overlap in the radial direction, and an increase in the radial dimension of the coil end is suppressed, thereby reducing the size of the rotating electrical machine. Furthermore, the mechanical strength of the joint is ensured, and the occurrence of fatigue failure at the joint is suppressed.

この発明の実施の形態1に係る回転電機を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子の要部を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the principal part of the stator of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子の要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the stator of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子を示す展開図である。It is an expanded view which shows the stator of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるコイルセグメントを固定子鉄心に挿入する方法を説明する展開図である。It is an expanded view explaining the method of inserting the coil segment in the stator of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention in a stator core. この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるコイルセグメントがスロットの第1層から第4層に挿入されている状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state by which the coil segment in the stator of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention is inserted in the 1st to 4th layer of a slot. この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるスロットの第1層から第4層に挿入されているコイルセグメントのコイルエンド部同士を接続した状態を示す展開図である。It is an expanded view which shows the state which connected the coil end parts of the coil segment inserted in the 1st layer of the slot in the stator of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention from the 4th layer. この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるスロットの第1層から第4層に挿入されているコイルセグメントのコイルエンド部同士を接続した状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which connected the coil end parts of the coil segment inserted in the 1st layer of the slot in the stator of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention from the 4th layer. この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるコイルセグメントがスロットの第1層から第8層に挿入されている状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state by which the coil segment in the stator of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention is inserted in the 1st-8th layer of a slot. この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるコイルセグメント群をスロットの第1層から第4層に挿入する方法を説明する展開図である。It is an expanded view explaining the method to insert the coil segment group in the stator of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention from the 1st layer of a slot to the 4th layer. この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるスロットの第1層から第4層に挿入するコイルセグメント群に曲げ加工した状態を示す展開図である。It is an expanded view which shows the state bent to the coil segment group inserted into the 4th layer of the slot in the stator of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る回転電機の固定子の要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the stator of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 2 of this invention.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る回転電機を示す縦断面図、図2は、この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子の要部を示す横断面図、図3は、この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子の要部を示す縦断面図、図4は、この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子を示す展開図である。なお、縦断面図とは、回転軸の軸心を含む平面における断面を示す図である。横断面図とは、回転軸の軸心と直交する平面における断面を示す図である。展開図とは、固定子鉄心を直線状に展開した状態を内径側から見た要部平面図である。また、図2では、便宜上、インシュレータが省略されている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a longitudinal sectional view showing a rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a transverse sectional view showing a main part of a stator of the rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention. These are the longitudinal cross-sectional views which show the principal part of the stator of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention, FIG. 4 is an expanded view which shows the stator of the rotary electric machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. In addition, a longitudinal cross-sectional view is a figure which shows the cross section in the plane containing the axial center of a rotating shaft. A transverse cross-sectional view is a diagram showing a cross section in a plane orthogonal to the axis of the rotation axis. The developed view is a plan view of a main part when the stator core is developed in a straight line when viewed from the inner diameter side. In FIG. 2, the insulator is omitted for convenience.

図1において、回転電機100は、有底円筒状のフレーム2およびフレーム2の開口を塞口するブラケット3を有するハウジング1と、フレーム2の円筒部の内部に収納保持された固定子10と、フレーム2の底部およびブラケット3にベアリング4を介して回転可能に支持された回転軸6に固着されて、固定子10の内周側に回転可能に配設された回転子5と、を備えている。フレーム2は、鉄、アルミニウムなどの金属材料で作製され、回転子5と固定子10とを機械的に保持するとともに、固定子10の放熱経路となる。   In FIG. 1, a rotating electrical machine 100 includes a housing 1 having a bottomed cylindrical frame 2 and a bracket 3 that closes an opening of the frame 2, a stator 10 housed and held inside a cylindrical portion of the frame 2, A rotor 5 fixed to a rotary shaft 6 rotatably supported on a bottom portion of the frame 2 and the bracket 3 via a bearing 4 and rotatably disposed on an inner peripheral side of the stator 10; Yes. The frame 2 is made of a metal material such as iron or aluminum, and mechanically holds the rotor 5 and the stator 10 and serves as a heat dissipation path for the stator 10.

回転子5は、軸心位置に挿通された回転軸6に固着された回転子鉄心7と、回転子鉄心7の外周面に固着されて周方向に等ピッチで配列され、磁極を構成する永久磁石8と、を備えた永久磁石型回転子である。なお、回転子5は、永久磁石式回転子に限定されず、絶縁しない回転子導体を、回転子鉄心のスロットに収納して、両側を短絡環で短絡したかご形回転子、絶縁した導体線を回転子鉄心のスロットに装着した巻線形回転子などを用いてもよい。   The rotor 5 is fixed to a rotor core 7 that is fixed to a rotary shaft 6 that is inserted through the axial center position, and the rotor 5 is fixed to the outer peripheral surface of the rotor core 7 and is arranged at an equal pitch in the circumferential direction to constitute a permanent magnetic pole. A permanent magnet type rotor including a magnet 8. The rotor 5 is not limited to a permanent magnet rotor, but a squirrel-cage rotor in which a non-insulated rotor conductor is housed in a slot of a rotor core and both sides are short-circuited by a short-circuit ring, and an insulated conductor wire A wound rotor or the like that is mounted in a slot of the rotor core may be used.

つぎに、固定子10の構成について図1から図4を参照しつつ説明する。なお、説明の便宜上、回転軸6の軸心の方向を軸方向、回転軸6の半径方向を径方向、回転軸6の軸心を中心とする回転方向を周方向とする。   Next, the configuration of the stator 10 will be described with reference to FIGS. For convenience of explanation, the direction of the axis of the rotating shaft 6 is defined as the axial direction, the radial direction of the rotating shaft 6 is defined as the radial direction, and the rotational direction around the axis of the rotating shaft 6 is defined as the circumferential direction.

固定子10は、固定子鉄心11と、固定子鉄心11に装着された固定子コイル20と、固定子鉄心11と固定子コイル20とを絶縁するインシュレータ15と、を備える。   The stator 10 includes a stator core 11, a stator coil 20 attached to the stator core 11, and an insulator 15 that insulates the stator core 11 and the stator coil 20.

固定子鉄心11は、円環状のコアバック12と、それぞれ、コアバック12の内周面から径方向内方に突出して、周方向に等角ピッチで配列された複数のティース13と、を備える。周方向に隣り合うティース13の間に形成されるスペースがスロット14となる。固定子鉄心11は、例えば、電磁鋼板などの磁性薄板から打ち抜かれた磁性片を積層して構成される。   The stator core 11 includes an annular core back 12 and a plurality of teeth 13 that protrude radially inward from the inner peripheral surface of the core back 12 and are arranged at equiangular pitches in the circumferential direction. . A space formed between adjacent teeth 13 in the circumferential direction is a slot 14. The stator core 11 is configured by stacking magnetic pieces punched from a magnetic thin plate such as an electromagnetic steel plate.

インシュレータ15は、スロット14のそれぞれに、スロット14の内壁面に沿うように収納され、固定子鉄心11と固定子コイル20とを電気的に絶縁する。インシュレータ15は、紙、樹脂、それらの複合材料により作製されるが、ここでは、ポリイミドフィルムをメタ系アラミド繊維で挟み込んでシート状に作製されている。 The insulator 15 is accommodated in each of the slots 14 along the inner wall surface of the slot 14 and electrically insulates the stator core 11 and the stator coil 20 from each other. The insulator 15 is made of paper, resin, or a composite material thereof. Here, the insulator 15 is made in a sheet shape by sandwiching a polyimide film between meta-aramid fibers.

固定子コイル20は、複数のコイルセグメント21により構成される。コイルセグメント21は、銅、アルミニウムなどの裸線にエナメル樹脂などの絶縁材料を被覆して作製された、直線状の導体線である。コイルセグメント21は、スロットに挿入される直線部21aと、直線部21aの一端から直線部21aの長さ方向に突出する第1コイルエンド部21bと、直線部21aの他端から直線部21aの長さ方向に突出する第2コイルエンド部21cと、を備える。各スロット14には、8本のコイルセグメント21の直線部21aが径方向に1列に配列されて挿入されている。第1コイルエンド部21bが各直線部21aからスロット14の軸方向一側に突出している。第2コイルエンド部21cが各直線部21aからスロット14の軸方向他側に突出している。 The stator coil 20 is composed of a plurality of coil segments 21. The coil segment 21 is a linear conductor wire produced by coating a bare wire such as copper or aluminum with an insulating material such as enamel resin. The coil segment 21 includes a straight portion 21a inserted into the slot, a first coil end portion 21b protruding from one end of the straight portion 21a in the length direction of the straight portion 21a, and a straight portion 21a from the other end of the straight portion 21a. A second coil end portion 21c protruding in the length direction. In each slot 14, linear portions 21 a of eight coil segments 21 are inserted in a row in the radial direction. The first coil end portion 21b protrudes from each linear portion 21a to one side of the slot 14 in the axial direction. The second coil end portion 21 c protrudes from each straight portion 21 a to the other side in the axial direction of the slot 14.

固定子コイル20は、固定子鉄心11の各スロット14に挿入されたコイルセグメント21の第1コイルエンド部21b同士を溶接、蝋付けなどにより接合し、第2コイルエンド部21c同士を溶接、蝋付けなどにより接合して構成される。ここで、コイルセグメント21の接合構造を説明する。説明の便宜上、スロット14内のコイルセグメント21の挿入位置を、内径側から第1層、第2層・・・第8層とする。また、スロット14の周方向の並び順に1番、2番、3番・・・とする。図3および図4中、上下方向が軸方向であり、上側を軸方向一側、下側を軸方向他側とする。図4中、左右方向が周方向であり、左側を周方向一側、右側を周方向他側とする。   The stator coil 20 joins the first coil end portions 21b of the coil segments 21 inserted into the slots 14 of the stator core 11 by welding, brazing, etc., and welds the second coil end portions 21c to each other. It is constructed by joining. Here, the joint structure of the coil segment 21 will be described. For convenience of explanation, the insertion position of the coil segment 21 in the slot 14 is defined as the first layer, the second layer,. Further, the first, second, third, and so on are arranged in the circumferential order of the slots 14. 3 and 4, the vertical direction is the axial direction, the upper side is one side in the axial direction, and the lower side is the other side in the axial direction. In FIG. 4, the left-right direction is the circumferential direction, the left side is one side in the circumferential direction, and the right side is the other side in the circumferential direction.

まず、第1層に挿入された直線部21aからスロット14の軸方向一側に突出した第1コイルエンド部21bは、図4中、周方向一側に傾斜するように曲げられる。一方、第1層に挿入された直線部21aからスロット14の軸方向他側に突出した第2コイルエンド部21cは、図4中、周方向他側に傾斜するように曲げられる。第2層に挿入された直線部21aからスロット14の軸方向一側に突出した第1コイルエンド部21bは、図4中、周方向他側に傾斜するように曲げられる。一方、第2層に挿入された直線部21aからスロット14の軸方向他側に突出した第2コイルエンド部21cは、図4中、周方向一側に傾斜するように曲げられる。   First, the first coil end portion 21b protruding from the straight portion 21a inserted in the first layer to the axial direction one side of the slot 14 is bent so as to incline to the circumferential direction side in FIG. On the other hand, the second coil end portion 21c protruding from the linear portion 21a inserted in the first layer to the other axial side of the slot 14 is bent so as to incline to the other circumferential side in FIG. The first coil end portion 21b protruding from the linear portion 21a inserted in the second layer to the axial direction one side of the slot 14 is bent so as to incline to the other side in the circumferential direction in FIG. On the other hand, the second coil end portion 21c protruding from the linear portion 21a inserted in the second layer to the other side in the axial direction of the slot 14 is bent so as to incline toward one side in the circumferential direction in FIG.

さらに、第3層、第5層および第7層に挿入された直線部21aからスロット14の軸方向一側に突出した第1コイルエンド部21bは、図4中、周方向一側に傾斜するように曲げられる。第3層、第5層および第7層に挿入された直線部21aからスロット14の軸方向他側に突出した第2コイルエンド部21cは、図4中、周方向他側に傾斜するように曲げられる。第4層、第6層および第8層に挿入された直線部21aからスロット14の軸方向一側に突出した第1コイルエンド部21bは、図4中、周方向他側に傾斜するように曲げられる。第4層、第6層および第8層に挿入された直線部21aからスロット14の軸方向他側に突出した第2コイルエンド部21cは、図4中、周方向一側に傾斜するように曲げられる。   Further, the first coil end portion 21b protruding from the straight portion 21a inserted in the third layer, the fifth layer, and the seventh layer to the axial direction one side of the slot 14 is inclined to the circumferential one side in FIG. Bend like so. The second coil end portion 21c protruding from the linear portion 21a inserted in the third layer, the fifth layer, and the seventh layer to the other side in the axial direction of the slot 14 is inclined to the other side in the circumferential direction in FIG. Bend. The first coil end portion 21b protruding from the linear portion 21a inserted in the fourth layer, the sixth layer, and the eighth layer to one side in the axial direction of the slot 14 is inclined to the other side in the circumferential direction in FIG. Bend. The second coil end portion 21c protruding from the linear portion 21a inserted in the fourth layer, the sixth layer, and the eighth layer to the other axial side of the slot 14 is inclined to one side in the circumferential direction in FIG. Bend.

第1層に挿入された直線部21aからスロット14の軸方向一側に突出する第1コイルエンド部21bは、周方向一側に6スロット離れたスロット14の第2層に挿入された直線部21aからスロット14の軸方向一側に突出する第1コイルエンド部21bに接続される。第1層に挿入された直線部21aからスロット14の軸方向他側に突出する第2コイルエンド部21cは、周方向他側に6スロット離れたスロット14の第2層に挿入された直線部21aからスロット14の軸方向他側に突出する第2コイルエンド部21cに接続される。これにより、スロット14の第1層と第2層とに挿入されているすべてのコイルセグメント21が接続される。   The first coil end portion 21b that protrudes from the straight portion 21a inserted in the first layer toward the axial direction one side of the slot 14 is inserted into the second layer of the slot 14 that is separated from the circumferential direction by six slots. It is connected to a first coil end portion 21b protruding from 21a to one side in the axial direction of the slot 14. The second coil end portion 21c protruding from the linear portion 21a inserted into the first layer to the other side in the axial direction of the slot 14 is linear portion inserted into the second layer of the slot 14 which is separated from the circumferential other side by 6 slots. 21a is connected to the second coil end portion 21c protruding to the other axial side of the slot 14. Thereby, all the coil segments 21 inserted in the first layer and the second layer of the slot 14 are connected.

このようにして、(1+6(n−1))番のスロット14の群の第1層と第2層とに挿入されているコイルセグメント21が直列に接続され、2本の1ターンの波巻き巻線が得られる。(2+6(n−1))番のスロット14の群の第1層と第2層とに挿入されているコイルセグメント21が直列に接続され、2本の1ターンの波巻き巻線が得られる。(3+6(n−1))番のスロット14の群の第1層と第2層とに挿入されているコイルセグメント21が直列に接続され、2本の1ターンの波巻き巻線が得られる。(4+6(n−1))番のスロット14の群の第1層と第2層とに挿入されているコイルセグメント21が直列に接続され、2本の1ターンの波巻き巻線が得られる。(5+6(n−1))番のスロット14の群の第1層と第2層とに挿入されているコイルセグメント21が直列に接続され、2本の1ターンの波巻き巻線が得られる。(6+6(n−1))番のスロット14の群の第1層と第2層とに挿入されているコイルセグメント21が直列に接続され、2本の1ターンの波巻き巻線が得られる。但し、nは1以上の整数である。 In this way, the coil segments 21 inserted in the first layer and the second layer of the group of the (1 + 6 (n-1)) th slot 14 are connected in series, and two one-turn wave windings are made. Winding is obtained. The coil segments 21 inserted in the first layer and the second layer of the group of (2 + 6 (n-1)) th slot 14 are connected in series to obtain two one-turn wave windings. . The coil segments 21 inserted in the first layer and the second layer of the group of the (3 + 6 (n-1)) th slot 14 are connected in series to obtain two one-turn wave windings. . The coil segments 21 inserted in the first layer and the second layer of the group of the (4 + 6 (n-1)) th slot 14 are connected in series to obtain two one-turn wave windings. . The coil segments 21 inserted in the first layer and the second layer of the group of (5 + 6 (n-1)) th slot 14 are connected in series to obtain two one-turn wave windings. . The coil segments 21 inserted in the first layer and the second layer of the group of the (6 + 6 (n-1)) th slot 14 are connected in series to obtain two one-turn wave windings. . However, n is an integer of 1 or more.

スロット14の第3層と第4層とに挿入されているすべてのコイルセグメント21が、同様に接続される。スロット14の第5層と第6層とに挿入されているすべてのコイルセグメント21が、同様に接続される。スロット14の第7層と第8層とに挿入されているすべてのコイルセグメント21が、同様に接続される。   All the coil segments 21 inserted in the third layer and the fourth layer of the slot 14 are similarly connected. All coil segments 21 inserted in the fifth and sixth layers of the slot 14 are connected in the same way. All coil segments 21 inserted in the seventh layer and the eighth layer of the slot 14 are similarly connected.

固定子鉄心11の軸方向一側においては、第1層と第2層のコイルセグメント21の第1コイルエンド部21b同士の接合部16aと、第3層と第4層のコイルセグメント21の第1コイルエンド部21b同士の接合部16bと、第5層と第6層のコイルセグメント21の第1コイルエンド部21b同士の接合部16cと、第7層と第8層のコイルセグメント21の第1コイルエンド部21b同士の接合部16dとが、径方向に1列に並んで配列されている。このように径方向に1列に並んだ接合部16a−16dを、1スロットピッチで周方向に配列して、軸方向一側のコイルエンド20aが構成される。径方向に1列に並んだ接合部16a−16dにおいては、図3に示されるように、接合部16a,16cの軸方向高さが同じであり、接合部16b,16dの軸方向高さが同じである。そして、接合部16b,16dの軸方向高さが、接合部16a,16cの軸方向高さより低くなっている。   On one side in the axial direction of the stator core 11, the joint portion 16 a between the first coil end portions 21 b of the first and second layer coil segments 21, and the third and fourth layer coil segments 21. A joint 16b between the first coil end portions 21b, a joint 16c between the first coil end portions 21b of the fifth and sixth layer coil segments 21, and a seventh segment of the seventh and eighth layer coil segments 21. The joint portions 16d between the one coil end portions 21b are arranged in a line in the radial direction. In this way, the joint portions 16a to 16d arranged in a line in the radial direction are arranged in the circumferential direction at a one-slot pitch to constitute the coil end 20a on one axial side. In the joint portions 16a-16d arranged in a line in the radial direction, as shown in FIG. 3, the joint portions 16a, 16c have the same axial height, and the joint portions 16b, 16d have the axial height. The same. And the axial direction height of junction part 16b, 16d is lower than the axial direction height of junction part 16a, 16c.

固定子鉄心11の軸方向他側においては、第1層と第2層のコイルセグメント21の第2コイルエンド部21c同士の接合部16eと、第3層と第4層のコイルセグメント21の第2コイルエンド部21c同士の接合部16fと、第5層と第6層のコイルセグメント21の第2コイルエンド部21c同士の接合部16gと、第7層と第8層のコイルセグメント21の第2コイルエンド部21c同士の接合部16hとが、径方向に1列に並んで配列されている。このように径方向に1列に並んだ接合部16e−16hを、1スロットピッチで周方向に配列して、軸方向他側のコイルエンド20bが構成される。径方向に1列に並んだ接合部16e−16hにおいては、図3に示されるように、接合部16e,16gの軸方向高さが同じであり、接合部16f,16hの軸方向高さが同じである。そして、接合部16f,16hの軸方向高さが、接合部16e,16gの軸方向高さより低くなっている。   On the other side in the axial direction of the stator core 11, the joint portion 16 e between the second coil end portions 21 c of the coil segments 21 of the first layer and the second layer, and the first of the coil segments 21 of the third layer and the fourth layer. A joint portion 16f between the two coil end portions 21c, a joint portion 16g between the second coil end portions 21c of the fifth and sixth layer coil segments 21, and a seventh segment of the seventh and eighth layer coil segments 21. The joint portions 16h between the two coil end portions 21c are arranged in a line in the radial direction. In this way, the joint portions 16e-16h arranged in a row in the radial direction are arranged in the circumferential direction at a one-slot pitch to constitute the coil end 20b on the other axial side. In the joint portions 16e-16h arranged in a row in the radial direction, as shown in FIG. 3, the joint portions 16e, 16g have the same axial height, and the joint portions 16f, 16h have the axial height. The same. And the axial direction height of the junction parts 16f and 16h is lower than the axial direction height of the junction parts 16e and 16g.

実施の形態1では、固定子鉄心11の軸方向一側において、径方向に1列に並んだ接合部16a−16dの軸方向高さが、径方向の内径側から外径側に向かって、交互に変化している。同様に、固定子鉄心11の軸方向他側において、径方向に1列に並んだ接合部16e−16hの軸方向高さが、径方向の内径側から外径側に向かって、交互に変化している。これにより、径方向寸法が増大する接合部16a−16dが径方向に重ならず、コイルエンド20aの径方向寸法の増大が抑制される。同様に、径方向寸法が増大する接合部16e−16hが径方向に重ならならず、コイルエンド20bの径方向寸法の増大が抑制される。その結果、回転電機100の小型化が図られる。   In the first embodiment, on one side in the axial direction of the stator core 11, the axial height of the joint portions 16a-16d arranged in a row in the radial direction is from the inner diameter side to the outer diameter side in the radial direction. It changes alternately. Similarly, on the other axial side of the stator core 11, the axial height of the joint portions 16e-16h arranged in a row in the radial direction alternately changes from the inner diameter side to the outer diameter side in the radial direction. doing. As a result, the joint portions 16a to 16d whose radial dimension increases do not overlap in the radial direction, and an increase in the radial dimension of the coil end 20a is suppressed. Similarly, the joint portions 16e-16h whose radial dimension increases do not overlap in the radial direction, and an increase in the radial dimension of the coil end 20b is suppressed. As a result, the rotating electrical machine 100 can be reduced in size.

また、切り欠き部が第1および第2コイルエンド部21b,21cの端部に形成されていない。これにより、接合部16a−16hの機械的強度が確保される。その結果、強い振動、衝撃などが作用する環境で回転電機100が用いられても、コイルエンド20a,20bの接合部16a−16hの疲労破壊の発生を抑制できる。また、接合部16a−16hの断面積を大きくでき、固定子コイル20の抵抗を小さくできる。これにより、回転電機100の動作時に、固定子コイル20の抵抗発熱による損失を低減でき、回転電機100の特性を向上できる。   Moreover, the notch part is not formed in the edge part of the 1st and 2nd coil end parts 21b and 21c. Thereby, the mechanical strength of the joint portions 16a-16h is ensured. As a result, even when the rotary electric machine 100 is used in an environment where strong vibrations, impacts, etc. are applied, the occurrence of fatigue failure of the joint portions 16a-16h of the coil ends 20a, 20b can be suppressed. In addition, the cross-sectional area of the joints 16a-16h can be increased, and the resistance of the stator coil 20 can be reduced. Thereby, at the time of operation | movement of the rotary electric machine 100, the loss by resistance heating of the stator coil 20 can be reduced, and the characteristic of the rotary electric machine 100 can be improved.

インシュレータ15がスロット14内に収納されている。そこで、コイルセグメント21をスロット14に挿入する際に、インシュレータ15が緩衝材となる。これにより、固定子鉄心11を構成する磁性片のバリとコイルセグメント21の絶縁被膜との干渉がなく、絶縁皮膜の損傷発生が抑制される。   An insulator 15 is accommodated in the slot 14. Therefore, when the coil segment 21 is inserted into the slot 14, the insulator 15 serves as a cushioning material. Thereby, there is no interference with the burr | flash of the magnetic piece which comprises the stator iron core 11, and the insulation film of the coil segment 21, and generation | occurrence | production of damage to an insulation film is suppressed.

つぎに、固定子コイル20の第1の組み立て方法を図5から図9を用いて説明する。図5は、この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるコイルセグメントを固定子鉄心に挿入する方法を説明する展開図、図6は、この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるコイルセグメントがスロットの第1層から第4層に挿入されている状態を示す縦断面図、図7は、この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるスロットの第1層から第4層に挿入されているコイルセグメントのコイルエンド部同士を接続した状態を示す展開図、図8は、この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるスロットの第1層から第4層に挿入されているコイルセグメントのコイルエンド部同士を接続した状態を示す縦断面図、図9は、この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるコイルセグメントがスロットの第1層から第8層に挿入されている状態を示す縦断面図である。   Next, a first assembly method of the stator coil 20 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a development view for explaining a method of inserting the coil segments in the stator of the rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention into the stator core, and FIG. 6 is a rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a state in which the coil segments in the stator of FIG. 7 are inserted from the first layer to the fourth layer of the slot, and FIG. 7 shows the number of slots in the stator of the rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 8 is a development view showing a state in which the coil end portions of the coil segments inserted from the first layer to the fourth layer are connected, and FIG. 8 shows the first slot of the stator of the rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a state in which the coil end portions of the coil segments inserted from the first layer to the fourth layer are connected to each other, and FIG. 9 shows the coil segment in the stator of the rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention. Bets are a longitudinal sectional view showing a state of being inserted into the eighth layer from the first layer of the slot.

まず、銅、アルミニウムなどの裸線にエナメル樹脂などの絶縁材料を被覆して作製された連続線から、設定された長さの直線状のコイルセグメント21が切り出される。第1層、第2層、第5層および第6層に挿入されるコイルセグメント21の長さは、第3層、第4層、第7層および第8層に挿入されるコイルセグメント21の長さより長くなっている。切り出されたコイルセグメント21の両端の絶縁皮膜が除去される。絶縁皮膜の除去方法には、機械的に削り取る、化学的に溶解除去するなどの方法がある。   First, a linear coil segment 21 having a set length is cut out from a continuous wire produced by coating a bare wire such as copper or aluminum with an insulating material such as enamel resin. The length of the coil segment 21 inserted in the first layer, the second layer, the fifth layer, and the sixth layer is the same as that of the coil segment 21 inserted in the third layer, the fourth layer, the seventh layer, and the eighth layer. It is longer than the length. The insulating film on both ends of the cut coil segment 21 is removed. Examples of the method for removing the insulating film include mechanical scraping and chemical dissolution removal.

ついで、インシュレータ15がスロット14のそれぞれに装着される。ついで、図5に示されるように、固定子鉄心11の軸方向一側から各スロット14にコイルセグメント21が4本ずつ挿入される。図6に示されるように、4本のコイルセグメント21の直線部21aが、各スロット14の第1層から第4層に位置するように収納される。   Next, an insulator 15 is attached to each of the slots 14. Next, as shown in FIG. 5, four coil segments 21 are inserted into each slot 14 from one axial direction side of the stator core 11. As shown in FIG. 6, the straight portions 21 a of the four coil segments 21 are accommodated so as to be positioned from the first layer to the fourth layer of each slot 14.

ついで、固定子鉄心11の軸方向一側において、第1層および第3層のそれぞれに挿入されたコイルセグメント21の第1コイルエンド部21bの根元部が曲げられて、第1コイルエンド部21bが周方向一側に傾斜される。さらに、周方向一側に3スロット分シフトした位置で第1コイルエンド部21bの先端部が軸方向外側に向くように曲げられる。第2層および第4層のそれぞれに挿入されたコイルセグメント21の第1コイルエンド部21bの根元部が曲げられて、第1コイルエンド部21bが周方向他側に傾斜される。さらに、周方向他側に3スロット分シフトした位置で第1コイルエンド部21bの先端部が軸方向外側に向くように曲げられる。これにより、第1層に挿入されたコイルセグメント21の第1コイルエンド部21bの先端部と、周方向一側に6スロット離れたスロット14の第2層に挿入されたコイルセグメント21の第1コイルエンド部21bの先端部とが、径方向に重ねられる。同様に、第3層に挿入されたコイルセグメント21の第1コイルエンド部21bの先端部と、周方向一側に6スロット離れたスロット14の第4層に挿入されたコイルセグメント21の第1コイルエンド部21bの先端部とが、径方向に重ねられる。 Next, on the one side in the axial direction of the stator core 11, the root portion of the first coil end portion 21b of the coil segment 21 inserted in each of the first layer and the third layer is bent, and the first coil end portion 21b is bent. Is inclined to one side in the circumferential direction. Furthermore, the tip end portion of the first coil end portion 21b is bent so as to face outward in the axial direction at a position shifted by one slot in the circumferential direction. The base portion of the first coil end portion 21b of the coil segment 21 inserted in each of the second layer and the fourth layer is bent, and the first coil end portion 21b is inclined to the other side in the circumferential direction. Further, the tip end portion of the first coil end portion 21b is bent so as to face outward in the axial direction at a position shifted by three slots to the other side in the circumferential direction. As a result, the first end of the first coil end portion 21b of the coil segment 21 inserted in the first layer and the first of the coil segment 21 inserted in the second layer of the slot 14 separated by 6 slots on the circumferential side. The tip end portion of the coil end portion 21b is overlapped in the radial direction. Similarly, the first end of the first coil end portion 21b of the coil segment 21 inserted in the third layer and the first of the coil segment 21 inserted in the fourth layer of the slot 14 separated by 6 slots on the circumferential side. The tip end portion of the coil end portion 21b is overlapped in the radial direction.

ついで、固定子鉄心11の軸方向他側において、第1層および第3層のそれぞれに挿入されたコイルセグメント21の第2コイルエンド部21cの根元部が曲げられて、第2コイルエンド部21cが周方向他側に傾斜される。さらに、周方向他側に3スロット分シフトした位置で第2コイルエンド部21cの先端部が軸方向外側に向くように曲げられる。第2層および第4層のそれぞれに挿入されたコイルセグメント21の第2コイルエンド部21cの根元部を曲げて、第2コイルエンド部21cが周方向一側に傾斜される。さらに、周方向一側に3スロット分シフトした位置で第2コイルエンド部21cの先端部が軸方向外側に向くように曲げられる。これにより、第1層に挿入されたコイルセグメント21の第2コイルエンド部21cの先端部と、周方向他側に6スロット離れたスロット14の第2層に挿入されたコイルセグメント21の第2コイルエンド部21cの先端部とが、径方向に重ねられる。同様に、第3層に挿入されたコイルセグメント21の第2コイルエンド部21cの先端部と、周方向他側に6スロット離れたスロット14の第4層に挿入されたコイルセグメント21の第2コイルエンド部21cの先端部とが、径方向に重ねられる。 Next, on the other side in the axial direction of the stator core 11, the root portion of the second coil end portion 21c of the coil segment 21 inserted in each of the first layer and the third layer is bent, and the second coil end portion 21c. Is inclined to the other side in the circumferential direction. Further, the tip of the second coil end portion 21c is bent so as to face outward in the axial direction at a position shifted by three slots to the other side in the circumferential direction. The base portion of the second coil end portion 21c of the coil segment 21 inserted in each of the second layer and the fourth layer is bent, and the second coil end portion 21c is inclined to one side in the circumferential direction. Furthermore, the tip end of the second coil end portion 21c is bent so as to face outward in the axial direction at a position shifted by three slots to the circumferential side. As a result, the second end of the second coil end portion 21c of the coil segment 21 inserted into the first layer and the second of the coil segment 21 inserted into the second layer of the slot 14 separated by six slots on the other side in the circumferential direction. The tip end portion of the coil end portion 21c is overlapped in the radial direction. Similarly, the second end of the second coil end portion 21c of the coil segment 21 inserted in the third layer and the second of the coil segment 21 inserted in the fourth layer of the slot 14 which is 6 slots away from the other circumferential side. The tip end portion of the coil end portion 21c is overlapped in the radial direction.

ついで、図7および図8に示されるように、固定子鉄心11の軸方向両側において、径方向に重ねられた第1コイルエンド部21bの先端部同士、および第2コイルエンド部21cの先端部同士が、それぞれ、溶接、蝋付けなどにより接続される。   Next, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, on both sides in the axial direction of the stator core 11, the distal end portions of the first coil end portions 21 b and the distal end portions of the second coil end portion 21 c that are overlapped in the radial direction. They are connected to each other by welding, brazing, or the like.

ついで、固定子鉄心11の軸方向一側から各スロット14にコイルセグメント21が4本ずつ挿入される。これにより、図9に示されるように、4本のコイルセグメント21の直線部21aが、各第5層から第8層に位置するように収納される。   Next, four coil segments 21 are inserted into each slot 14 from one axial side of the stator core 11. As a result, as shown in FIG. 9, the straight portions 21 a of the four coil segments 21 are accommodated so as to be positioned in the fifth to eighth layers.

さらに、スロット14の第5層から第8層に挿入されたコイルセグメント21に、スロット14の第1層から第4層に挿入されたコイルセグメント21に対する曲げ加工と同様の曲げ加工が施される。さらに、固定子鉄心11の軸方向両側において、径方向に重ねられた第1コイルエンド部21bの先端部同士、および第2コイルエンド部21cの先端部同士が、それぞれ、溶接、蝋付けなどにより接続される。これにより、図3に示されるように、接合部16a―16dが、周方向の同一位置に、軸方向の高さ位置を交互に変えて径方向に配列される。径方向に配列された接合部16a−16dを、周方向に1スロットピッチで配列して、コイルエンド20aが構成される。接合部16e―16hが、周方向の同一位置に、軸方向の高さ位置を交互に変えて径方向に配列される。径方向に配列された接合部16e―16hが、周方向に1スロットピッチで配列されて、コイルエンド20bが構成される。   Further, the coil segment 21 inserted from the fifth layer to the eighth layer of the slot 14 is subjected to a bending process similar to the bending process for the coil segment 21 inserted from the first layer to the fourth layer of the slot 14. . Further, on both sides in the axial direction of the stator core 11, the tip portions of the first coil end portions 21b and the tip portions of the second coil end portions 21c that are overlapped in the radial direction are respectively welded or brazed. Connected. Accordingly, as shown in FIG. 3, the joint portions 16a to 16d are arranged in the radial direction at the same position in the circumferential direction while alternately changing the height position in the axial direction. The coil ends 20a are configured by arranging the joint portions 16a to 16d arranged in the radial direction at a one-slot pitch in the circumferential direction. The joint portions 16e to 16h are arranged in the radial direction at the same position in the circumferential direction by alternately changing the height positions in the axial direction. The joint portions 16e-16h arranged in the radial direction are arranged at a one-slot pitch in the circumferential direction, thereby forming the coil end 20b.

なお、コイルセグメント21の第1の組み立て方法では、コイルセグメント21が各スロット14の第1層から第4層に挿入され、第1および第2コイルエンド部21b,21cに曲げ加工が施され、第1コイルエンド部21b同士、および第2コイルエンド部21c同士が接続される。その後、コイルセグメント21が各スロット14の第5層から第8層に挿入され、第1および第2コイルエンド部21b,21cに曲げ加工が施され、第1コイルエンド部21b同士、および第2コイルエンド部21c同士が接続される。しかし、コイルセグメント21の第1の組み立て方法は、これに限定されない。   In the first assembly method of the coil segment 21, the coil segment 21 is inserted from the first layer to the fourth layer of each slot 14, and the first and second coil end portions 21b and 21c are bent. The first coil end portions 21b and the second coil end portions 21c are connected to each other. Thereafter, the coil segment 21 is inserted from the fifth layer to the eighth layer of each slot 14, the first and second coil end portions 21b and 21c are bent, and the first coil end portions 21b and the second The coil end portions 21c are connected to each other. However, the first assembly method of the coil segment 21 is not limited to this.

例えば、コイルセグメント21が各スロット14の第5層から第8層に挿入され、第1および第2コイルエンド部21b,21cに曲げ加工が施こされ、第1コイルエンド部21b同士、および第2コイルエンド部21c同士が接続される。その後、コイルセグメント21が各スロット14の第1層から第4層に挿入され、第1および第2コイルエンド部21b,21cに曲げ加工が施され、第1コイルエンド部21b同士、および第2コイルエンド部21c同士が接続されるようにしてもよい。 For example, the coil segment 21 is inserted from the fifth layer to the eighth layer of each slot 14, the first and second coil end portions 21b and 21c are bent, and the first coil end portions 21b and The two coil end portions 21c are connected to each other. Thereafter, the coil segment 21 is inserted from the first layer to the fourth layer of each slot 14, the first and second coil end portions 21b and 21c are bent, and the first coil end portions 21b and the second The coil end portions 21c may be connected to each other.

また、コイルセグメント21が各スロット14の隣り合う2層に挿入され、第1および第2コイルエンド部21b,21cに曲げ加工が施され、第1コイルエンド部21b同士、および第2コイルエンド部21c同士が接続される工程を、径方向内方から外方に向かって2層ずつ繰り返し行ってもよい。   In addition, the coil segment 21 is inserted into two adjacent layers of each slot 14, the first and second coil end portions 21b and 21c are bent, and the first coil end portions 21b and the second coil end portions are arranged. The step of connecting the 21c members may be repeated two layers at a time from the radially inner side to the outer side.

つぎに、コイルセグメント21の第2の組み立て方法を図10および図11を用いて説明する。図10は、この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるコイルセグメント群をスロットの第1層から第4層に挿入する方法を説明する展開図、図11は、この発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子におけるスロットの第1層から第4層に挿入するコイルセグメント群に曲げ加工した状態を示す展開図である。   Next, a second assembling method of the coil segment 21 will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a development view for explaining a method of inserting the coil segment group in the stator of the rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention from the first layer to the fourth layer of the slot, and FIG. 11 is an embodiment of the present invention. FIG. 10 is a development view showing a state where the coil segment group inserted into the first layer to the fourth layer of the slot in the stator of the rotating electrical machine according to the first embodiment is bent.

まず、第1層と第2層に挿入されるコイルセグメント21の対が、1スロットピッチで円環状に、スロット14と同数対だけ配列される。ついで、一側の第1コイルエンド部21bのそれぞれに曲げ加工を施し、第1層に挿入されるコイルセグメント21の第1コイルエンド部21bの先端部と、周方向一側に6スロット離れたスロット14の第2層に挿入されるコイルセグメント21の第1コイルエンド部21bの先端部とが、径方向に重ねられる。ついで、図10に示されるように、このように作製されたコイルセグメント群22が、固定子鉄心11の軸方向一側からすべてのスロット14の第1層と第2層に挿入される。同様に作製されたコイルセグメント群22が、固定子鉄心11の軸方向一側からすべてのスロット14の第3層と第4層に挿入される。 First, the same number of pairs of the coil segments 21 inserted in the first layer and the second layer are arranged in an annular shape with a 1-slot pitch. Next, each of the first coil end portions 21b on one side was subjected to bending processing, and was separated from the tip end portion of the first coil end portion 21b of the coil segment 21 inserted into the first layer by 6 slots on the circumferential side. The distal end portion of the first coil end portion 21b of the coil segment 21 inserted in the second layer of the slot 14 is overlapped in the radial direction. Next, as shown in FIG. 10, the coil segment group 22 thus manufactured is inserted into the first layer and the second layer of all the slots 14 from one side in the axial direction of the stator core 11. Coil segment groups 22 produced in the same manner are inserted into the third and fourth layers of all slots 14 from one side in the axial direction of the stator core 11.

ついで、固定子鉄心11の軸方向他側において、第2コイルエンド部21cのそれぞれに曲げ加工が施される。これにより、図11に示されるように、第1層および第3層に挿入されるコイルセグメント21の第2コイルエンド部21cの先端部と、周方向他側に6スロット離れたスロット14の第2層および第4層に挿入されるコイルセグメント21の第2コイルエンド部21cの先端部とが、径方向に重ねられる。ついで、固定子鉄心11の軸方向両側において、径方向に重ねられた第1コイルエンド部21bの先端部同士、および第2コイルエンド部21cの先端部同士が、溶接、蝋付けなどにより接続される。 Next, bending is performed on each of the second coil end portions 21 c on the other side in the axial direction of the stator core 11. As a result, as shown in FIG. 11, the first end of the second coil end portion 21c of the coil segment 21 to be inserted into the first layer and the third layer and the first of the slot 14 separated by 6 slots on the other side in the circumferential direction. The tips of the second coil end portions 21c of the coil segments 21 inserted in the second layer and the fourth layer are overlapped in the radial direction. Next, on both sides in the axial direction of the stator core 11, the tip portions of the first coil end portions 21b and the tip portions of the second coil end portions 21c that are overlapped in the radial direction are connected by welding, brazing, or the like. The

さらに、コイルセグメント群22がすべてのスロット14の第5層から第8層に挿入される。ついで、各コイルセグメント21の第2コイルエンド部21cに対して、同様の曲げ加工が施される。ついで、径方向に重ねられた第1コイルエンド部21bの先端部同士、および第2コイルエンド部21cの先端部同士が、溶接、蝋付けなどにより接続され、固定子10が得られる。   Further, the coil segment group 22 is inserted from the fifth layer to the eighth layer of all slots 14. Next, the same bending process is performed on the second coil end portion 21 c of each coil segment 21. Next, the distal end portions of the first coil end portions 21b and the distal end portions of the second coil end portions 21c that are overlapped in the radial direction are connected by welding, brazing, or the like, and the stator 10 is obtained.

なお、コイルセグメント21の第2の組み立て方法では、コイルセグメント群22をスロット14に内径側から外径側に順次に挿入しているが、コイルセグメント群22をスロット14に外径側から内径側に順次挿入してもよい。   In the second assembly method of the coil segment 21, the coil segment group 22 is sequentially inserted into the slot 14 from the inner diameter side to the outer diameter side. However, the coil segment group 22 is inserted into the slot 14 from the outer diameter side to the inner diameter side. May be inserted sequentially.

ここで、第1コイルエンド部21b同士および第2コイルエンド部21c同士の溶接には、アーク溶接、レーザ溶接などの方法が用いられる。   Here, for welding the first coil end portions 21b and the second coil end portions 21c, methods such as arc welding and laser welding are used.

高さの高い第1および第2コイルエンド部21b,21cの対間に挟まれた、高さの低い第1および第2コイルエンド部21b,21cの対を、アーク溶接するのは、困難である。そこで、アーク溶接を用いる場合には、コイルセグメント21のスロット14への挿入、第1および第2コイルエンド部21b,21cの曲げ加工、および第1および第2コイルエンド部21b,21cの溶接の一連の工程を、コイルセグメント21を4本ずつ内径側から外径側の順に実施するが望ましい。   It is difficult to arc weld a pair of the first and second coil end portions 21b, 21c having a low height sandwiched between the pair of the first and second coil end portions 21b, 21c having a high height. is there. Therefore, when arc welding is used, the coil segment 21 is inserted into the slot 14, the first and second coil end portions 21b and 21c are bent, and the first and second coil end portions 21b and 21c are welded. It is desirable to perform a series of steps in order of four coil segments 21 from the inner diameter side to the outer diameter side.

一方、レーザ溶接では、高さの低い第1および第2コイルエンド部21b,21cの対に軸方向外方からレーザを照射できる。これにより、コイルセグメント21のスロット14への挿入、第1および第2コイルエンド部21b,21cの曲げ加工、および第1および第2コイルエンド部21b,21cの溶接の一連の工程を、コイルセグメント21を4本ずつ内径側から外径側の順に実施する必要はない。   On the other hand, in laser welding, a pair of first and second coil end portions 21b and 21c having a low height can be irradiated with laser from the outside in the axial direction. Thus, a series of steps of inserting the coil segment 21 into the slot 14, bending the first and second coil end portions 21b and 21c, and welding the first and second coil end portions 21b and 21c are performed in the coil segment. It is not necessary to carry out 21 in the order of four from the inner diameter side to the outer diameter side.

実施の形態2.
図12は、この発明の実施の形態2に係る回転電機の固定子の要部を示す縦断面図である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a main part of the stator of the rotating electrical machine according to the second embodiment of the present invention.

図12において、コイルセグメント21は、すべて同じに長さに形成されている。スロット14の第1層、第2層、第5層および第6層に挿入されるコイルセグメント21は、軸方向一側のスロット14からの突出量が多くなっている。一方、スロット14の第3層、第4層、第7層および第8層に挿入されるコイルセグメント21は、軸方向他側のスロット14からの突出量が多くなっている。   In FIG. 12, the coil segments 21 are all formed in the same length. The coil segment 21 inserted into the first layer, the second layer, the fifth layer, and the sixth layer of the slot 14 has a large amount of protrusion from the slot 14 on one side in the axial direction. On the other hand, the coil segment 21 inserted in the third layer, the fourth layer, the seventh layer, and the eighth layer of the slot 14 has a large amount of protrusion from the slot 14 on the other side in the axial direction.

これにより、固定子鉄心11の軸方向一側においては、第1層と第2層のコイルセグメント21の第1コイルエンド部21b同士の接合部16aと、第5層と第6層のコイルセグメント21の第1コイルエンド部21b同士の接合部16cとの軸方向高さが、第3層と第4層のコイルセグメント21の第1コイルエンド部21b同士の接合部16bと、第7層と第8層のコイルセグメント21の第1コイルエンド部21b同士の接合部16dとの軸方向高さより高くなっている。 Thereby, in the axial direction one side of the stator core 11, the junction part 16a of the 1st coil end parts 21b of the coil segment 21 of a 1st layer and a 2nd layer, and the coil segment of a 5th layer and a 6th layer The height in the axial direction between the first coil end portions 21b of the first coil end portions 21b and the first coil end portions 21b of the third layer and the fourth layer coil segments 21 is the same as that of the seventh layer. The height of the eighth layer coil segment 21 is higher than the axial height of the joint portion 16d between the first coil end portions 21b.

固定子鉄心11の軸方向他側においては、第1層と第2層のコイルセグメント21の第2コイルエンド部21c同士の接合部16eと、第5層と第6層のコイルセグメント21の第2コイルエンド部21c同士の接合部16gとの軸方向高さが、第3層と第4層のコイルセグメント21の第2コイルエンド部21c同士の接合部16fと、第7層と第8層のコイルセグメント21の第2コイルエンド部21c同士の接合部16hとの軸方向高さより低くなっている。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
On the other side in the axial direction of the stator core 11, the joint portion 16 e between the second coil end portions 21 c of the first and second layer coil segments 21, and the fifth and sixth layer coil segments 21. The axial height of the joint portion 16g between the two coil end portions 21c is equal to the joint portion 16f between the second coil end portions 21c of the third and fourth coil segments 21, and the seventh and eighth layers. The coil segment 21 is lower than the height in the axial direction between the second coil end portion 21c and the joint portion 16h.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.

このように構成された固定子10Aでは、固定子鉄心11の軸方向一側において、径方向に1列に並んだ接合部16a−16dの軸方向高さが、径方向の内径側から外径側に向かって、交互に変化している。同様に、固定子鉄心11の軸方向他側において、径方向に1列に並んだ接合部16e−16hの軸方向高さが、径方向の内径側から外径側に向かって、交互に変化している。また、切り欠き部が第1および第2コイルエンド部21b,21cの端部に形成されていない。したがって、実施の形態2においても、上記実施の形態1と同様に効果が得られる。 In the stator 10A configured as described above, the axial height of the joint portions 16a to 16d arranged in a row in the radial direction on one side in the axial direction of the stator core 11 has an outer diameter from the inner diameter side in the radial direction. It changes alternately toward the side. Similarly, on the other axial side of the stator core 11, the axial height of the joint portions 16e-16h arranged in a row in the radial direction alternately changes from the inner diameter side to the outer diameter side in the radial direction. doing. Moreover, the notch part is not formed in the edge part of the 1st and 2nd coil end parts 21b and 21c. Therefore, the effect can be obtained in the second embodiment as in the first embodiment.

実施の形態2によれば、コイルセグメント21のスロット14内の挿入位置にかかわらず、コイルセグメント21の長さが同じである。これにより、コイルセグメント21の種類が1種類ですみ、コイルセグメント21の生産設備および固定子の組立設備の簡略化が図られ、固定子の生産コストを低減することができる。   According to the second embodiment, the length of the coil segment 21 is the same regardless of the insertion position of the coil segment 21 in the slot 14. As a result, only one type of coil segment 21 is required, and the production equipment for the coil segment 21 and the assembly equipment for the stator can be simplified, and the production cost of the stator can be reduced.

なお、上記各実施の形態では、固定子コイル20がコイルセグメント21を接続して形成された複数の波巻き巻線により構成されているが、固定子コイルは、波巻き巻線に限定されず、分布巻巻線であればよく、例えば亀甲形コイルなどの重ね巻き巻線でもよい。この場合、固定子鉄心11の軸方向一側において、1番のスロット14の第1層と7番のスロットの第2層に挿入されたコイルセグメント21の第1コイルエンド部21b同士を接続し、1番のスロット14の第3層と7番のスロットの第4層に挿入されたコイルセグメント21の第1コイルエンド部21b同士を接続し、1番のスロット14の第5層と7番のスロットの第6層に挿入されたコイルセグメント21の第1コイルエンド部21b同士を接続し、1番のスロット14の第7層と7番のスロットの第8層に挿入されたコイルセグメント21の第1コイルエンド部21b同士を接続する。さらに、固定子鉄心11の軸方向他側において、1番のスロット14の第2層と7番のスロットの第3層に挿入されたコイルセグメント21の第2コイルエンド部21c同士を接続し、1番のスロット14の第4層と7番のスロットの第5層に挿入されたコイルセグメント21の第2コイルエンド部21c同士を接続し、1番のスロット14の第6層と7番のスロットの第7層に挿入されたコイルセグメント21の第2コイルエンド部21c同士を接続する。これにより、1番のスロット14の第1層、第3層、第5層および第7層に挿入されたコイルセグメント21と7番のスロット14の第2層、第4層、第6層および第8層に挿入されたコイルセグメント21とを直列に接続した亀甲形コイルが得られる。   In each of the above embodiments, the stator coil 20 is constituted by a plurality of wave windings formed by connecting the coil segments 21, but the stator coil is not limited to the wave winding. Any distributed winding may be used. For example, a lap winding such as a turtle shell coil may be used. In this case, the first coil end portions 21b of the coil segments 21 inserted in the first layer of the first slot 14 and the second layer of the seventh slot are connected on one side in the axial direction of the stator core 11. The first coil end portions 21b of the coil segments 21 inserted in the third layer of the first slot 14 and the fourth layer of the seventh slot are connected to each other, and the fifth layer and the seventh layer of the first slot 14 are connected. The first coil end portions 21b of the coil segments 21 inserted in the sixth layer of the first slot are connected together, and the coil segments 21 inserted in the seventh layer of the first slot 14 and the eighth layer of the seventh slot The first coil end portions 21b are connected to each other. Furthermore, on the other axial side of the stator core 11, the second coil end portions 21c of the coil segments 21 inserted in the second layer of the first slot 14 and the third layer of the seventh slot are connected, The second coil end portions 21c of the coil segments 21 inserted in the fourth layer of the first slot 14 and the fifth layer of the seventh slot are connected to each other, and the sixth layer and the seventh layer of the first slot 14 are connected. The second coil end portions 21c of the coil segments 21 inserted in the seventh layer of the slot are connected. As a result, the coil segment 21 inserted in the first layer, the third layer, the fifth layer, and the seventh layer of the first slot 14 and the second layer, the fourth layer, the sixth layer of the seventh slot 14, and the A tortoiseshell-shaped coil is obtained in which the coil segment 21 inserted in the eighth layer is connected in series.

また、上記各実施の形態では、6スロット離れたスロット14の対に挿入されているコイルセグメント21同士が接続されているが、接続されるコイルセグメント21が挿入されるスロット14の対は、6スロット離れたスロットの対に限定されない。つまり、接続されるコイルセグメント21が挿入されるスロット14の対は、複数スロット離れたスロット14の対であればよく、例えば、3スロット離れたスロット14の対でもよい。   In each of the above embodiments, the coil segments 21 inserted in the pair of slots 14 separated by 6 slots are connected to each other, but the pair of slots 14 into which the connected coil segments 21 are inserted is 6 It is not limited to a pair of slots apart. That is, the pair of slots 14 into which the coil segments 21 to be connected are inserted may be a pair of slots 14 separated by a plurality of slots, for example, a pair of slots 14 separated by three slots.

また、上記各実施の形態では、8本のコイルセグメント21が各スロット14内に径方向に1列に配列して収納されているが、各スロット14内に収納されるコイルセグメント21の本数は2m本(ただし、mは2以上の整数)であればよい。   Further, in each of the above embodiments, eight coil segments 21 are stored in each slot 14 arranged in a row in the radial direction. However, the number of coil segments 21 stored in each slot 14 is as follows. It may be 2m (where m is an integer of 2 or more).

10,10A 固定子、11 固定子鉄心、16a−16h 接合部、21 コイルセグメント、21a 直線部、21b 第1コイルエンド部、21c 第2コイルエンド部。   10, 10A Stator, 11 Stator core, 16a-16h joint, 21 coil segment, 21a linear part, 21b 1st coil end part, 21c 2nd coil end part.

Claims (2)

スロット深さ方向を径方向とするスロットが周方向に複数配列されている円環状の固定子鉄心と、
上記スロットのそれぞれに挿入された複数のコイルセグメントと、を備え、
上記複数のコイルセグメントは、それぞれ、上記スロットに挿入される直線部と、上記直線部の一端から上記スロットの軸方向一側に延び出る第1コイルエンド部と、上記直線部の他端から上記スロットの軸方向他側に延び出る第2コイルエンド部と、からなり、
上記スロットのそれぞれには、上記直線部が、径方向に1列に並んで2m本挿入されており(ただし、mは2以上の整数)、
一のスロットと上記一のスロットから周方向に複数のスロットだけ離れたスロットとに挿入されている上記直線部の径方向位置が直線部1本分だけ異なるコイルセグメントの第1コイルエンド部同士が接続され、かつ、上記一のスロットと上記一のスロットから周方向に上記複数のスロットだけ離れたスロットとに挿入されている上記直線部の径方向位置が直線部1本分だけ異なるコイルセグメントの第2コイルエンド部同士が接続されて、上記複数のコイルセグメントが接続されており、
上記第1コイルエンド部同士の接合部が、軸方向の高さを交互に変えて、径方向に1列にm個並んで、周方向に配列され、
上記第2コイルエンド部同士の接合部が、軸方向の高さを交互に変えて、径方向に1列にm個、又は(m−1)個並んで、周方向に配列されている回転電機の固定子。
An annular stator core in which a plurality of slots having a radial direction in the slot depth direction are arranged in the circumferential direction;
A plurality of coil segments inserted into each of the slots,
The plurality of coil segments respectively include a straight portion inserted into the slot, a first coil end portion extending from one end of the straight portion to one side in the axial direction of the slot, and the other end of the straight portion. A second coil end portion extending to the other side in the axial direction of the slot,
In each of the slots, 2 m of the straight portions are inserted in a line in the radial direction (where m is an integer of 2 or more),
The first coil end portions of the coil segments that are inserted in one slot and a slot that is spaced apart from the one slot by a plurality of slots in the circumferential direction differ in the radial position of the straight portion by one straight portion. Coil segments that are connected and that are inserted in the one slot and a slot that is circumferentially separated from the one slot by the plurality of slots differ in the radial position of the linear portion by one linear portion. The second coil end portions are connected to each other, and the plurality of coil segments are connected,
The joint portions of the first coil end portions are alternately arranged in the circumferential direction, with m pieces arranged in a row in the radial direction, alternately changing the height in the axial direction,
Rotation in which the joint portions of the second coil end portions are alternately arranged in the circumferential direction by alternately changing the height in the axial direction and arranging m or (m−1) pieces in a row in the radial direction. Electric stator.
上記複数のコイルセグメントは、同じ長さに形成されている請求項1記載の回転電機の固定子。   The stator for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the plurality of coil segments are formed to have the same length.
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