JP3586201B2

JP3586201B2 - Rotating machine stator

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Publication number: JP3586201B2
Application number: JP2001019899A
Authority: JP
Inventors: 隆安原; 俊明植田; 嘉己森
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2021-01-29
Also published as: JP2002233089A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機の固定子に係り、特に、同期機に用いるに好適な回転電機の固定子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転電機の固定子としては、固定子の一つのティース（歯部）にコイルを巻線する集中巻式の固定子が知られている。コイルの巻線方法としては、例えば、特開平１１−１７８２５９号公報に示されるように、固定子コアをティースコア部とコアバック部に分割し、分割したティースコア部にボビンを装着することにより巻線した後、ボビンの装着されたティースコア部とコアバック部を結合して組み立てるものが知られている。
【０００３】
また、従来は、固定子の電気的絶縁強化のために、コイル挿入が終了して所定の接続が終了した後に、ポリエステル系やエポキシ系ワニスを固定子に含浸して加熱乾燥するワニス絶縁処理を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方式では、分割したティースコアにボビン等の絶縁部材を装着し、巻線機の回転軸に直接装填、または、フライヤ式ノズルにて、巻線するため、特に太線や平角線の様に、巻きテンションが過大となるコイルでは、絶縁部材のボビンが破損したり、積層締結されたティースコアが変形し、コイルに損傷を与え、コイルの絶縁性能を低下させるという問題があった。一方、ボビン破損防止を目的に、ボビンの肉厚を増加させると、ボビンの熱伝達が低下するため、高温のコイルの冷却が阻害される問題があった。
【０００５】
また、ワニス絶縁処理は、ワニスに含まれる溶剤あるいはエポキシ系ワニスの揮発物が人体へ悪影響を与える問題や長時間１２０〜１５０℃加熱乾燥するための電力エネルギー消費の問題があり、一方では固定子製作リードタイムが短縮せず短期間で回転電機を完成させるうえで隘路工程となっていた。
【０００６】
本発明の目的は、コイルの絶縁性能や冷却性が向上するとともに、ワニス処理をしなくても十分な電機絶縁性と機械的接着強度を有する回転電機の固定子を提供することにある。
【０００７】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、固定子鉄心と、この固定子鉄心の複数の歯部のそれぞれにコイルが巻回されるように、前記歯部を挟んで隣接するスロット間に前記コイルを絶縁部材を介して装着することにより構成された固定子コイルとを有する回転電機の固定子において、前記コイルは、電気絶縁性を有する熱可塑性樹脂をエナメル導線の外周に焼き付けた自己融着線が用いられてなるものであって、Ｕ字型に成形した複数のＵ字コイルが積層されて形成されたＵ字積層固定子コイルであり、前記Ｕ字積層固定子コイルは、前記複数の歯部のそれぞれに巻回されるように、前記歯部を挟んで隣接する前記スロット間に、前記固定子鉄心の軸方向から挿入されて装着されたものであって、前記Ｕ字コイルのスロット挿入側端部の一方が、積層する他の前記Ｕ字コイルのスロット挿入側端部の他方に接続されることにより、前記歯部に連続して所定数巻回された前記コイルとして構成されており、前記スロットには、前記自己融着線の前記熱可塑性樹脂と前記絶縁部材によってスロット内絶縁が形成されており、前記Ｕ字積層固定子コイルと前記絶縁部材は、前記自己融着線の前記熱可塑性樹脂によって前記スロット内に固着されているものである。
かかる構成により、平角線や太線のような巻きテンションが過大となるコイルを用いた場合でも、絶縁部材のボビンが破損したり、積層締結されたティースコアが変形したり、コイルに損傷を与えることがなく、コイルの絶縁性能を向上させることができ、また、ボビン破損防止のために、ボビンの肉厚を増加させる必要もないため、ボビンの熱伝達が低下することもなく、高温のコイルの冷却性も向上し得るものとなる。さらに、自己融着線を用いることにより、ワニス処理を不要にし得るものとなる。
【０００８】
（２）上記目的を達成するために、本発明は、固定子鉄心と、この固定子鉄心の歯部に巻回するように固定子鉄心のスロットに装着された固定子コイルを有する回転電機の固定子において、上記固定子コイルは、エナメル導線の外周に熱可塑性樹脂を焼き付けた自己融着線からなり、上記固定子コイルは、予めＵ字型に成形したＵ字コイルを積層するようにして、上記固定子歯部を挟んで隣接するスロットに挿入し、このＵ字コイルの端部を、隣接するＵ字コイルの端部に接続するようにして、所定巻回数を得るものであり、上記固定子コイルを構成するＵ字コイルは、短コイルと、この短コイルよりＵ字形状の直線部が長い長コイルと、Ｕ字形状の２つの直線部の内、一方の直線部の長さが長コイルと等しく、他方の直線部の長さが長コイルよりも長い端面用コイルとから構成され、ｎ個の長コイルと、ｎ＋１個の短コイルを交互に積層し、さらに、長コイルと短コイルの積層されたものの両端面に端面用コイルを積層し、長コイルの端部及び端面用コイルの短い側の端部を隣接する短コイルの端部側に折り曲げた後、接続することにより、上記固定子歯部に対して所定数巻回された固定子コイルを得るようにしたものである。
かかる構成により、平角線や太線のような巻きテンションが過大となるコイルを用いた場合でも、絶縁部材のボビンが破損したり、積層締結されたティースコアが変形したり、コイルに損傷を与えることがなく、コイルの絶縁性能を向上させることができ、また、ボビン破損防止のために、ボビンの肉厚を増加させる必要もないため、ボビンの熱伝達が低下することもなく、高温のコイルの冷却性も向上し得るものとなる。さらに、自己融着線を用いることにより、ワニス処理を不要にし得るものとなる。また、端部の接続部は、互いに干渉せず、接続部の短絡を容易に防止し得るものとなる。
【０００９】
（３）上記（１）または（２）において、好ましくは、Ｕ字コイルは、Ｕ字側の部分を屈曲成形し、直線部分が段違いに形成したものである。
かかる構成により、端部の折り曲げを容易になし得るものとなる。
【００１０】
（４）上記（１）または（２）において、好ましくは、上記固定子コイルは、積層されたＵ字コイルを固定して形成するようにしたものである。
【００１１】
（５）上記（１）または（２）において、好ましくは、上記固定子鉄心歯部は、外周側の幅が内周側の幅よりも広く構成され、上記固定子コイルは、この固定子鉄心歯部の幅に対応した幅を有するようにしたものである。
かかる構成により、歯部の磁束密度が低下して、鉄損を減少し得るものとなる。
【００１２】
（６）上記（１）または（２）において、好ましくは、上記固定子鉄心のスロットは、軸方向にスキューしており、上記積層されたＵ字コイルは、このスキューしたスロットにならって挿入するようにしたものである。
かかる構成により、コキングトルクを解消し得るものとなる。
【００１３】
（７）上記（６）において、好ましくは、上記積層されたＵ字コイルは、予め、スキューしたスロットにあわせてスキューして形成するようにしたものである。
（８）また、上記目的を達成するために、本発明は、固定子を有し、前記固定子は、固定子鉄心と、この固定子鉄心の複数の歯部のそれぞれにコイルが巻回されるように、前記歯部を挟んで隣接するスロット間に前記コイルを絶縁部材を介して装着することにより構成された固定子コイルとを備えている回転電機において、前記コイルは、電気絶縁性を有する熱可塑性樹脂をエナメル導線の外周に焼き付けた自己融着線が用いられてなるものであって、Ｕ字型に成形した複数のＵ字コイルが積層されて形成されたＵ字積層固定子コイルであり、前記Ｕ字積層固定子コイルは、前記複数の歯部のそれぞれに巻回されるように、前記歯部を挟んで隣接する前記スロット間に、前記固定子鉄心の軸方向から挿入されて装着されたものであって、前記Ｕ字コイルのスロット挿入側端部の一方が、積層する他の前記Ｕ字コイルのスロット挿入側端部の他方に接続されることにより、前記歯部に連続して所定数巻回された前記コイルとして構成されており、前記スロットには、前記自己融着線の前記熱可塑性樹脂と前記絶縁部材によってスロット内絶縁が形成されており、前記Ｕ字積層固定子コイルと前記絶縁部材は、前記自己融着線の前記熱可塑性樹脂によって前記スロット内に固着されているものである。
（９）さらに、上記目的を達成するために、本発明は、固定子鉄心の複数の歯部のそれぞれにコイルが巻回されるように、前記歯部を挟んで隣接するスロット間に前記コイルを絶縁部材を介して装着し、前記固定子鉄心に固定子コイルが組み込まれた固定子を得る回転電機の固定子の製造方法において、電気絶縁性を有する熱可塑性樹脂がエナメル導線の外周に焼き付けられた自己融着線をＵ字型に成形して複数のＵ字コイルを形成し、複数の前記Ｕ字コイルを積層して複数のＵ字積層固定子コイルを形成し、前記歯部を挟んで隣接するスロット間に前記Ｕ字積層固定子コイルを前記固定子鉄心の軸方向から挿入し、前記Ｕ字コイルのスロット挿入側端部の一方を、積層する他の前記Ｕ字コイルのスロット挿入側端部の他方に溶接によって接続することにより、前記複数の歯部のそれぞれに前記Ｕ字積層固定子コイルが連続して所定数巻回されるようにし、前記溶接時には、前記溶接の熱によって前記自己融着線の前記熱可塑性樹脂を軟化させて溶け出させ、前記熱可塑性樹脂と前記絶縁部材からなるスロット内絶縁を前記スロット内に形成すると共に、前記Ｕ字積層固定子コイルと前記絶縁部材とを前記スロット内に固着するものである。
（１０）上記（９）において、好ましくは、前記Ｕ字コイルは、短コイルと、この短コイルよりＵ字形状の直線部が長い長コイルと、Ｕ字形状の２つの直線部の内、一方の直線部の長さが前記長コイルと等しく、他方の直線部の長さが前記長コイルよりも長い端面用コイルとを含み、前記Ｕ字積層固定子コイルは、ｎ個の前記長コイルと、ｎ＋１個の前記短コイルとを交互に積層し、さらに、前記長コイルと前記短コイルの積層されたものの両端面に前記端面用コイルを積層することによって得られており、前記長コイルのスロット挿入側端部の両方及び前記端面用コイルのスロット挿入側端部の短い側を、前記短コイルの端部側に折り曲げて前記溶接によって接続することにより、前記複数の歯部のそれぞれに前記Ｕ字積層固定子コイルが連続して所定数巻回されるようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１３を用いて、本発明の第１の実施形態による回転電機の固定子の構成及び製造方法について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による固定子の全体構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による回転電機の固定子の全体構成を示す正面図である。
【００１５】
固定子１０は、固定子鉄心２０と、コイル４０と、接続環５０とから構成されている。コイル４０は、図２及び図４を用いて後述するように、Ｕ字形状の平角線を積層したものであり、固定子鉄心２０に設けられたスロット２２の中に、図示の右側から挿入されている。また、固定子コイル４０は、図５を用いて後述するように、通常のエナメル電線の外周（言い換えると上層）に電気絶縁性を有する熱可塑性樹脂を焼付けた自己融着エナメル電線を用いている。コイル４０の反Ｕ字側端部は、折り曲げた上で、隣り合う平角線同士を接続することにより、所定の巻回数の巻線状となっている。また、巻線形状となったコイル４０の２つの端部は、接続環５０によって接続され、３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）をＹ結線されている。
【００１６】
次に、図２に用いて、本実施形態による固定子１０の組み付け状態について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態による回転電機の固定子の組み付け状態を示す鳥瞰図である。
【００１７】
固定子鉄心２０は、円環状のコアバック部から内周方向に延びる複数の歯部２４を有している。隣接する歯部２４の間に、スロット２２が形成されている。固定子鉄心２０は、コアバック部と歯部が一体的に打ち抜き成形された薄板部材を積層して形成されている。
【００１８】
固定子コイル４０は、直線状の平角線をＵ字形状になるように予め成形して、固定子鉄心２０に設けられた複数スロット２２の径方向に複数本積層するように、固定子歯部２４を挟んで隣接するスロットに直線二辺を挿入される。固定子コイル４０がスロット２２に挿入された後、コイル４０の挿入側の端部（反Ｕ字側端部）が交互に折り曲げられ、隣り合う平角線同士を接続することにより、所定の巻回数の巻線状となる。さらに、全コイルを所定の接続回路に構成するために、例えば３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）をＹ結線として中性点になる渡り線の接続も予め完了させた接続環５０を積層したコイル４０の巻回両端部に接続して、固定子コイルが所望の接続になるようにして、固定子１０を構成する。
【００１９】
次に、図３〜図１１用いて、本実施形態による固定子の詳細構成について説明する。
最初に、図３〜図５を用いて、本実施形態による固定子に用いる固定子コイルの成形工程について説明する。
図３〜図５は、本発明の第１の実施形態による固定子に用いる固定子コイルの成形工程を示す工程図である。
【００２０】
図４に示すように、固定子コイルは、絶縁被覆を施された平角線４０Ｚを用いて製造する。線材状の平角線を所定の長さに切断し、さらに、その切断時に、両端部を斜めに切断している。両端部を斜めに切断するのは、コイル状にするために、両端部を接続（例えば、ＴＩＧ溶接）する際に、その接続が容易で、確実にするためにである。
【００２１】
次に、図４に示すように、成形治具を用いて、Ｕ字形の固定子コイル４０Ｙに成形する。
【００２２】
更に、図５に示すように、図４に示した固定子コイル４０Ｙの両端部の絶縁被覆４０Ｂを剥離して、固定子コイル４０を成形する。ここで、本実施形態で用いる固定子コイル４０は、上述したように、通常のエナメル電線の外周（言い換えると上層）に電気絶縁性を有する熱可塑性樹脂を焼付けた自己融着エナメル電線である。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリサルフォン等のフェノキシ樹脂を用いることができる。そこで、絶縁被膜４０Ｂとは、エナメル樹脂及びその外層の熱可塑性樹脂のことであり、これらの樹脂層を剥離して、コイル４０の両端部においては、導線４０Ａを露出させている。絶縁被覆の剥離は、接続時の接合品質を安定させるためのものである。
【００２３】
次に、図６を用いて、本実施形態による固定子に用いる固定子コイルの形状について説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態による固定子に用いる固定子コイルの形状を示す平面図である。
【００２４】
本実施形態においては、図３〜図５の工程により、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、３種類の固定子コイル４０Ｓ，４０Ｌ，４０Ｅを成形する。図６（Ａ）に示す短コイル４０Ｓは、全長がＬ１のコイルである。全長Ｌ１は、固定子コアの全長よりも僅かに長いものである。
【００２５】
図６（Ｂ）に示す長コイル４０Ｌは、全長がＬ２のコイルである。長コイル４０Ｌの全長Ｌ２は、短コイル４０Ｓの全長Ｌ１より数ｍｍ程度長いものである。長コイル４０Ｌの端部は、図１０用いて後述するように、短コイル４０Ｓの端部と接触するように、斜めに曲げられる。例えば、コイル４０を挿入する固定歯部の幅が１０ｍｍとして、曲げる角度が４５°の場合、（Ｌ２−Ｌ１）は、４ｍｍ程度である。
【００２６】
図６（Ｃ）に示す両端用コイル４０Ｅは、Ｕ字形のコイルの一方の側の長さが、Ｌ２であり、他方の側の長さがＬ３である。長さＬ３の方の直線部の端部は、接続環５０と接続するために用いられる。（Ｌ３−Ｌ２）は、数ｍｍ程度である。
【００２７】
次に、図７を用いて、本実施形態による固定子に用いる積層固定子コイルについて説明する。
図７は、本発明の第１の実施形態による固定子に用いる積層固定子コイルを示す斜視図である。
【００２８】
本実施形態では、所定巻回数を形成するため、図７で示すように、複数の固定子コイル４０Ｓ，４０Ｌ，４０Ｅを積層して、積層固定子コイル４０Ｉを形成している。積層固定子コイル４０Ｉは、２個の両端用固定子コイル４０Ｅと、ｎ個の長コイル４０Ｌと、（ｎ＋１）個の短コイル４０Ｓを積層して形成される。ｎ個の長コイル４０Ｌと、（ｎ＋１）個の短コイル４０Ｓを交互に積層すると、短コイル４０Ｓが長コイル４０Ｌより１個多いため、両側に短コイル４０Ｓが位置する。さらに、その両側に、両端用コイル４０Ｅを積層することにより、積層固定子コイル４０Ｉが積層形成される。なお、各コイルの端部は斜めに切断されているものであるが、図示は省略している。
【００２９】
３種類のコイル４０Ｓ，４０Ｌ，４０Ｅを積層した上で、スロットに挿入されるコイル部分のみ、絶縁物にて外装して、固定する。これによって、積層固定された積層コイル４０Ｉは、一体的に取り扱うことができるため、固定子スロットへの挿入が容易となる。なお、積層状態で固定することなく、固定子スロットに挿入してもよく、また、３種類の固定子コイル４０Ｓ，４０Ｌ，４０Ｅを、１個ずつ、固定子スロットに挿入しながら、固定子スロット内で積層状態にしてもよいものである。
【００３０】
次に、図８〜図１１を用いて、本実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの成形方法について説明する。
図８及び図９は、本発明の第１の実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの成形方法を示す図であり、それぞれ、本発明の第１の実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの成形時の状態を示す部分拡大側面図である。
【００３１】
図８及び図９は、固定子コア２０の固定子歯部２４を挟んで、積層固定子コイル４０Ｉが挿入された状態を、固定子コイル４０Ｉの反Ｕ字側端部見た状態を示している。なお、ここでは、説明の都合上、積層固定子コイル４０Ｉは、２個の両端用固定子コイル４０Ｅ１，４０Ｅ２と、１個の長コイル４０Ｌ１と、２個の短コイル４０Ｓ１，４０Ｓ２を積層して形成されているものとする。また、図８及び図９に示す状態では、各固定子コイル４０Ｅ１，４０Ｅ２，４０Ｌ１，４０Ｓ１，４０Ｓ２の間には、隙間があるように図示しているが、実際には、各コイル４０Ｅ１，４０Ｅ２，４０Ｌ１，４０Ｓ１，４０Ｓ２は接触して積層されているものであるが、説明がわかりやすいように、各コイル間に隙間があるように図示している。
【００３２】
図示するように、長コイル４０Ｌ１は、２個の短コイル４０Ｓ１，４０Ｓ２に挟まれて積層され、さらに、両側には、両端用固定子コイル４０Ｅ１，４０Ｅ２が積層される。ここで、短コイル４０Ｓ１の反Ｕ字側端部を、それぞれ、端部４０Ｓ１−１，４０Ｓ１−２とする。また、短コイル４０Ｓ２の反Ｕ字側端部を、それぞれ、端部４０Ｓ２−１，４０Ｓ２−２とする。また、長コイル４０Ｌ１の反Ｕ字側端部を、それぞれ、端部４０Ｌ１−１，４０Ｌ１−２とする。さらに、両端用コイル４０Ｅ１の反Ｕ字側端部は、図６（Ｃ）に示すように、長い側の端部と短い側の端部があるが、長い側の端部を端部４０Ｅ１−Ｌとし、短い側の端部を端部４０Ｅ１−Ｓとする。また、両端用コイル４０Ｅ２の反Ｕ字側端部の内、長い側の端部を端部４０Ｅ２−Ｌとし、短い側の端部を端部４０Ｅ２−Ｓとする。
【００３３】
図６（Ａ），（Ｂ）において説明したように、長コイル４０Ｌは、短コイル４０Ｓよりも長いので、図９に示すように、長コイル４０Ｌ１の一方の端部４０Ｌ１−１を短コイル４０Ｓ１の一方の端部４０Ｓ１−２の方に折り曲げ、互いに接触するようにする。また、長コイル４０Ｌ１の他方の端部４０Ｌ１−２を短コイル４０Ｓ２の一方の端部４０Ｓ２−１の方に折り曲げ、互いに接触するようにする。
【００３４】
また、図６（Ｂ），（Ｃ）に示したように、両端用コイル４０Ｅ１の短い方の端部側の長さは、長コイル４０Ｌ１の長さＬ２と等しいので、両端用コイル４０Ｅ１の短い方の端部４０Ｅ１−Ｓを短コイル４０Ｓ１の他方の端部４０Ｓ１−１の方に折り曲げ、互いに接触するようにする。また、両端用コイル４０Ｅ２の短い方の端部４０Ｅ２−Ｓを短コイル４０Ｓ２の他方の端部４０Ｓ２−２の方に折り曲げ、互いに接触するようにする。
【００３５】
そして、端部４０Ｌ１−１と端部４０Ｓ１−２，端部４０Ｌ１−２と端部４０Ｓ２−１，端部４０Ｅ１−Ｓと端部４０Ｓ１−１，端部４０Ｅ２−Ｓと端部４０Ｓ２−２とを、溶接等によって接続固定する。
【００３６】
次に、図１０及び図１１を用いて、本実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの形状について説明する。
図１０は、本発明の第１の実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの形状を示す図であり、図９のＡ矢視断面図である。図１１は、本発明の第１の実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの形状を示す斜視図である。なお、図１〜図９と同一符号は、同一部分を示している。
【００３７】
図１０は、固定子１０をスロット２２部で軸方向に切断した状態を示している。図１０に示すように、固定子コイル４０は、絶縁物３０を介して、固定子歯部２４を挟むように隣接するスロット２２Ａと２２Ｂに挿入し、固定子コイル４０の反Ｕ字側端部を交互に折り曲げ接続することにより、一巻閉回路コイルを構成している。
【００３８】
両端用コイル４０Ｅ２の短い方の端部４０Ｅ２−Ｓは、短コイル４０Ｓ２の他方の端部４０Ｓ２−２の方に折り曲げ、互いに接触させた後、溶接固定される。長コイル４０Ｌ１の他方の端部４０Ｌ１−２を短コイル４０Ｓ２の一方の端部４０Ｓ２−１の方に折り曲げ、互いに接触させた後、溶接固定される。短コイル４０Ｓ及び長コイル４０Ｌは、上述したように、通常のエナメル電線の外周（言い換えると上層）に電気絶縁性を有する熱可塑性樹脂を焼付けた自己融着エナメル電線を用いている。自己融着エナメル電線は、軟化点まで加熱すると、熱可塑性樹脂が軟化し溶け出して周辺にある複数コイルや絶縁物を固着させる機能がある。そこで、コイルをスロットに挿入した後、たとえば，ＴＩＧ溶接により接続部を接合すると、溶接時の熱によって、コイル４０Ｌ，４０Ｓが加熱され、熱可塑性樹脂の軟化温度以上に達すると軟化融解し、周辺コイルやスロット内にある絶縁物が一体になって固着する。したがって、ワニス処理をしなくとも充分な電気絶縁性と機械的接着強度を有する固定子が得ることができる。
【００３９】
両端用コイル４０Ｅ１，４０Ｅ２の長い方の端部４０Ｅ１−Ｌ，４０Ｅ２−Ｌは溶接部分よりも長く、突出した状態となっている。これらの端部は、巻回コイルの巻始め、巻終わりに相当し、後述するように、接続環６０と接続するために用いられる。
【００４０】
図１１では、積層固定子コイル４０Ｉは、２個の両端用固定子コイル４０Ｅ１，４０Ｅ２と、４個の長コイル４０Ｌと、５個の短コイル４０Ｓを積層して、１３個のコイルを積層し、端部を溶接接続して、巻回数が１３のコイルを形成した状態を示している。なお、両端用コイル４０Ｅ１，４０Ｅ２の長い方の端部４０Ｅ１−Ｌ，４０Ｅ２−Ｌも、折り曲げているが、これは、接続環との接続を容易にするためであり、接続環の形状によっては、図１０に示したままのように、端部４０Ｅ１−Ｌ，４０Ｅ２−Ｌの折り曲げを不要とすることもできる。
【００４１】
図９に示したように、溶接固定する箇所、例えば、端部４０Ｌ１−１と端部４０Ｓ１−２，端部４０Ｅ２−Ｓと端部４０Ｓ２−１との間には、端部４０Ｌ１−２を折り曲げるようにしているため、各コイルが接触しているとしても、溶接固定する部分の間には、コイル１個分の隙間が形成される。従って、溶接部同士が接触して短絡することを容易に防止することができ、絶縁性を向上することができる。すなわち、積層したコイル４０の反Ｕ字側開口端では、折り曲げるコイル同士が干渉しないようにコイル１本分ずれるように成形している。
【００４２】
次に、図１２を用いて、本実施形態による固定子に用いる接続環の構成について説明する。
図１２は、本発明の第１の実施形態による固定子に用いる接続環の構成を示す平面図である。
【００４３】
ここで、接続環５０は、３相のＹ結線で構成したもので説明する。接続環５０には、渡り線５２が取り付けられている。渡り線５２の両端部には、開口５２Ａ，５２Ｂが設けられている。そして、開口５２には、３スロットおきに、積層コイル４０の両端部４０Ｅ１−Ｌ，４０Ｅ２−Ｌと交互に接続することで、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相が形成される。また、中性線５４は、渡り線５２にて、積層コイルの巻き終わりに相当する端部を接続することで形成される。なお、渡り線５２及び中性線５４は、耐熱樹脂にインサート成形し、一体成形された接続環５０を構成する。この接続環５０を、固定子コイル４０に接続して、固定子１０を所望の接続に構成する。
【００４４】
ここで、図１３を用いて、本実施形態による固定子における固定子コイルと接続環の接続状態について説明する。
図１３は、本発明の第１の実施形態による固定子における固定子コイルと接続環の接続状態を示す図であり、図１０と同一方向から図示している。図１０と同一符号は、同一部分を示している。
【００４５】
図８〜図１０に示したようにして巻回コイルが形成されると、両端用コイル４０Ｅ１，４０Ｅ２の長い方の端部４０Ｅ１−Ｌ，４０Ｅ２−Ｌは、巻回コイルの巻始め、巻終わりに相当するので、これらの端部は、図１２に示した接続環５０の渡り線５２の両端の開口５２Ａ，５２Ｂに挿入され、接続固定される。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によれば、固定子コイルは、予めＵ字型に成形したＵ字コイルを積層するようにして、固定子歯部を挟んで隣接するスロットに挿入し、このＵ字コイルの端部を、隣接するＵ字コイルの端部に接続するようにして、所定巻回数を得るという構成にしているので、平角線や太線のような巻きテンションが過大となるコイルを用いた場合でも、絶縁部材のボビンが破損したり、積層締結されたティースコアが変形したり、コイルに損傷を与えることがなく、コイルの絶縁性能を向上させることができる。また、ボビン破損防止のために、ボビンの肉厚を増加させる必要もないため、ボビンの熱伝達が低下することもなく、高温のコイルの冷却性も向上することができる。
また、固定子コイルとして自己融着エナメル電線を用いることにより、ワニス処理をしなくても十分な電機絶縁性と機械的接着強度を得ることができる。
【００４７】
次に、図１４〜図１８を用いて、本発明の第２の実施形態による回転電機の固定子の構成について説明する。
最初に、図１４及び図１５を用いて、本実施形態による固定子に用いる固定子コイルの構成について説明する。
図１４及び図１５は、本発明の第２の実施形態による回転電機の固定子に用いる固定子コイルの構成を示す平面図及び側面図である。図１４（Ａ）は、本実施形態による屈曲成形加工前の固定子コイルの側面図を示し、図１４（Ｂ）は、本実施形態による固定子コイルの平面図を示している。図１５（Ａ）は、本実施形態による屈曲成形加工後の固定子コイルの側面図を示し、図１５（Ｂ）は、本実施形態による固定子コイルの平面図を示している。
【００４８】
図１４（Ｂ）に示すように、本実施形態による屈曲成形加工前の固定子コイル４０Ｘは、Ｕ字形状をしている。なお、詳細な図示は省略しているが、図５に示した固定子コイル４０と同様に、固定子コイル４０Ｘの両端部は、斜めに切断されており、さらに、両端部の絶縁被覆は剥離されているものである。
【００４９】
次に、図１４に示した固定子コイル４０Ｘに対して、屈曲成形加工を施して、図１５に示すような形状の固定子コイル４０Ｗとする。固定子コイル４０Ｗは、特に、図１５（Ａ）に示すように、屈曲部４０Ｗ１が形成されている。屈曲部４０Ｗ１は、Ｕ字形の固定子コイル４０ＷのＵ字側の中央部に設けられている。従って、固定コイル４０Ｗの２つの直線部４０Ｗ２，４０Ｗ３は、段違いの平行状態となっている。
【００５０】
次に、図１６を用いて、本実施形態による回転電機の固定子の構成について説明する。
図１６は、本発明の第２の実施形態による回転電機の固定子に用いるの構成を要部背面図である。
【００５１】
図示するように、図１５に示した屈曲成形加工された固定子コイル４０Ｗは、複数個が積層されて、固定子コア２０の固定子歯部２４を挟み込みように、固定子スロット部に挿入される。
【００５２】
次に、図１７及び図１８を用いて、本実施形態による回転電機の固定子の構成について説明する。
図１７及び図１８は、本発明の第２の実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの成形方法を示す図であり、それぞれ、本発明の第２の実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの成形時の状態を示す部分拡大側面図である。
【００５３】
図１７及び図１８は、固定子コア２０の固定子歯部２４を挟んで、積層固定子コイル４０Ｉ’が挿入された状態を、固定子コイル４０Ｉ’の反Ｕ字側端部見た状態を示している。積層固定子コイル４０Ｉ’は、図１５に示した屈曲成形された固定子コイル４０Ｗを積層したものである。そして、図１６に図示するものを、紙面を裏側から見た場合の模式的な状態を示している。
【００５４】
なお、ここでは、説明の都合上、積層固定子コイル４０Ｉ’は、２個の両端用固定子コイル４０Ｅ’１，４０Ｅ’２と、１個の長コイル４０Ｌ’１と、２個の短コイル４０Ｓ’１，４０Ｓ’２を積層して形成されているものとする。また、図１７及び図１８に示す状態では、各固定子コイル４０Ｅ’１，４０Ｅ’２，４０Ｌ’１，４０Ｓ’１，４０Ｓ’２の間には、隙間があるように図示しているが、実際には、各コイル４０Ｅ’１，４０Ｅ’２，４０Ｌ’１，４０Ｓ’１，４０Ｓ’２は接触して積層されているものであるが、説明がわかりやすいように、各コイル間に隙間があるように図示している。
【００５５】
図示するように、長コイル４０Ｌ’１は、２個の短コイル４０Ｓ’１，４０Ｓ’２に挟まれて積層され、さらに、両側には、両端用固定子コイル４０Ｅ’１，４０Ｅ’２が積層される。ここで、短コイル４０Ｓ’１の反Ｕ字側端部を、それぞれ、端部４０Ｓ’１−１，４０Ｓ’１−２とする。また、短コイル４０Ｓ’２の反Ｕ字側端部を、それぞれ、端部４０Ｓ’２−１，４０Ｓ’２−２とする。また、長コイル４０Ｌ’１の反Ｕ字側端部を、それぞれ、端部４０Ｌ’１−１，４０Ｌ’１−２とする。さらに、両端用コイル４０Ｅ’１の反Ｕ字側端部は、図６（Ｃ）に示したものと同様に、長い側の端部と短い側の端部があるが、長い側の端部を端部４０Ｅ’１−Ｌとし、短い側の端部を端部４０Ｅ’１−Ｓとする。また、両端用コイル４０Ｅ’２の反Ｕ字側端部の内、長い側の端部を端部４０Ｅ’２−Ｌとし、短い側の端部を端部４０Ｅ’２−Ｓとする。
【００５６】
図６（Ａ），（Ｂ）において説明したものと同様に、長コイル４０Ｌ’は、短コイル４０Ｓ’よりも長いので、図１８に示すように、長コイル４０Ｌ’１の一方の端部４０Ｌ’１−１を短コイル４０Ｓ’１の一方の端部４０Ｓ’１−２の方に折り曲げ、互いに接触するようにする。また、長コイル４０Ｌ’１の他方の端部４０Ｌ’１−２を短コイル４０Ｓ’２の一方の端部４０Ｓ’２−１の方に折り曲げ、互いに接触するようにする。
【００５７】
また、図６（Ｂ），（Ｃ）に示したものと同様に、両端用コイル４０Ｅ’１の短い方の端部側の長さは、長コイル４０Ｌ’１の長さＬ２と等しいので、両端用コイル４０Ｅ’１の短い方の端部４０Ｅ’１−Ｓを短コイル４０Ｓ’１の他方の端部４０Ｓ’１−１の方に折り曲げ、互いに接触するようにする。また、両端用コイル４０Ｅ’２の短い方の端部４０Ｅ’２−Ｓを短コイル４０Ｓ’２の他方の端部４０Ｓ’２−２の方に折り曲げ、互いに接触するようにする。
【００５８】
そして、端部４０Ｌ’１−１と端部４０Ｓ’１−２，端部４０Ｌ’１−２と端部４０Ｓ’２−１，端部４０Ｅ’１−Ｓと端部４０Ｓ’１−１，端部４０Ｅ’２−Ｓと端部４０Ｓ’２−２とを、溶接等によって接続固定する。
【００５９】
本実施形態においては、図８及び図９に示した例と異なり、積層固定子コイル４０Ｉ’を構成する固定子コイル４０Ｗは、屈曲成形加工したものである。しかも、屈曲の程度を、固定子コイル４０Ｗの厚み分とすることにより、例えば、端部４０Ｅ’１−Ｓを直角方向に折り曲げることによって、端部４０Ｓ’１−１と接触することができる。即ち、図９に示したように、端部４０Ｅ１−Ｓを隣り合う固定子コイルの方向に斜めに折り曲げる必要が無く、折り曲げ加工を容易に行うことができるものである。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態によれば、コイルの絶縁性能を向上させることができるとともに、高温のコイルの冷却性も向上することができる。また、巻線コイル形成時の折り曲げ加工の作業性を向上することができる。
また、固定子コイルとして自己融着エナメル電線を用いることにより、ワニス処理をしなくても十分な電機絶縁性と機械的接着強度を得ることができる。
【００６１】
次に、図１９を用いて、本発明の第３の実施形態による回転電機の固定子の構成について説明する。
図１９は、本発明の第３の実施形態による回転電機の固定子の構成を示す要部正面図である。
【００６２】
本実施形態においては、固定子鉄心２０の固定子鉄心歯部２４は、コア中心部側（内周側）の幅をＷ１とし、コア外周側の幅をＷ２とすると、幅Ｗ２＞幅Ｗ１としている。すなわち、固定子鉄心歯部２４は、外径に近い部位を広く、内径に近い部位を狭くなるように形成している。
【００６３】
固定子鉄心歯部２４を挟むようにして、固定子スロットには積層された固定子コイル４０Ｉ”が挿入される。固定子コイル４０Ｉ”は、図５若しくは図１５に示したようなＵ字状に成形されたコイルを積層したものである。固定子鉄心歯部２４の幅は内径側と外径側が異なっているので、この幅に併せて、Ｕ字形状のコイルの直線部分の間の幅も異なるように成形している。
【００６４】
本実施形態によれば、コイルの絶縁性能を向上させることができるとともに、高温のコイルの冷却性も向上することができる。また、歯部の歯幅が幅Ｗ１で一定のものと比較すると、歯部の幅が平均すると広がることになり、磁束密度が低下して、鉄損を減少することができる。
また、固定子コイルとして自己融着エナメル電線を用いることにより、ワニス処理をしなくても十分な電機絶縁性と機械的接着強度を得ることができる。
【００６５】
次に、図２０を用いて、本発明の第４の実施形態による回転電機の固定子の構成について説明する。
図２０は、本発明の第４の実施形態による回転電機の固定子の構成を示す鳥瞰図である。
【００６６】
固定子１０’は、固定子鉄心２０’と、コイル４０と、接続環５０とから構成されている。コイル４０は、図２及び図４を用いて説明したように、Ｕ字形状の平角線を積層したものであり、固定子鉄心２０’に設けられたスロット２２’の中に、図示の右側から挿入されている。
【００６７】
固定子鉄心２０’は、円環状のコアバック部から内周方向に延びる複数の歯部２４’を有している。隣接する歯部２４’の間に、スロット２２’が形成されている。ここで、スロット２２’は、図２に示したスロット２２とは形状が異なっている。即ち、図２に示したスロット２２は、固定子鉄心２０の軸方向と平行に形成されている。それに対して、スロット２２’は、軸方向にスキューした形状，即ち、軸方向に捻った形状となっている。固定子鉄心２０’は、コアバック部と歯部が一体的に打ち抜き成形された薄板部材を積層して形成されている。スキューした形状のスロット２２’は、薄板部材を積層する際、僅かずつ、円周方向に角度をずらして積層することにより、形成することができる。積層したコイル４０’をスロット２２’に挿入することにより、コイル４０’もスロット２２’のスキューにならって、捻られて挿入される。なお、予めスロットスキューに適応した形状にスキュー成形した積層コイルをスロット軸方向より挿入することで、スキューした固定子を形成するようにしてもよいものである。
【００６８】
コイル４０の反Ｕ字側端部は、折り曲げた上で、隣り合う平角線同士を接続することにより、所定の巻回数の巻線状となっている。また、巻線形状となったコイル４０の２つの端部は、接続環５０によって接続され、３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）をＹ結線されている。
【００６９】
本実施形態によれば、コイルの絶縁性能を向上させることができるとともに、高温のコイルの冷却性も向上することができる。また、同期機の問題であるコキングトルクを解消することもできる。
また、固定子コイルとして自己融着エナメル電線を用いることにより、ワニス処理をしなくても十分な電機絶縁性と機械的接着強度を得ることができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、回転電機の固定子コイルの絶縁性能や冷却性が向上するとともに、ワニス処理をしなくても十分な電機絶縁性と機械的接着強度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による回転電機の固定子の全体構成を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態による回転電機の固定子の組み付け状態を示す鳥瞰図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による固定子に用いる固定子コイルの成形工程を示す工程図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による固定子に用いる固定子コイルの成形工程を示す工程図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による固定子に用いる固定子コイルの成形工程を示す工程図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による固定子に用いる固定子コイルの形状を示す平面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態による固定子に用いる積層固定子コイルを示す斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの成形方法を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの成形方法を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの形状を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１の実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの形状を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態による固定子に用いる接続環の構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態による固定子における固定子コイルと接続環の接続状態を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態による回転電機の固定子に用いる固定子コイルの構成を示す平面図及び側面図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態による回転電機の固定子に用いる固定子コイルの構成を示す平面図及び側面図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態による回転電機の固定子に用いるの構成を要部背面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの成形方法を示す図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態による固定子に用いる巻線固定子コイルの成形方法を示す図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態による回転電機の固定子の構成を示す要部正面図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態による回転電機の固定子の構成を示す鳥瞰図である。
【符号の説明】
１０…固定子
２０…固定子鉄心
２２…スロット
２４…固定子鉄心歯部
３０…スロット絶縁物
４０…固定子コイル
５０…接続環
５２…渡り線
５４…中性線渡り部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a stator for a rotating electric machine, and more particularly to a stator for a rotating electric machine suitable for use in a synchronous machine.
[0002]
[Prior art]
As a stator of a conventional rotating electric machine, a concentrated winding type stator in which a coil is wound around one tooth (tooth portion) of the stator is known. As a winding method of the coil, for example, as shown in JP-A-11-178259, a stator core is divided into a tee score portion and a core back portion, and a bobbin is attached to the divided tee score portion. After winding, there is known an assembly in which a tee score portion on which a bobbin is mounted and a core back portion are combined.
[0003]
Conventionally, in order to strengthen the electrical insulation of the stator, a varnish insulation process of impregnating the stator with a polyester-based or epoxy-based varnish and heating and drying after completion of coil insertion and predetermined connection is completed. I was going.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method, an insulating member such as a bobbin is attached to the divided tee core, and is directly loaded on the rotating shaft of the winding machine or wound by a flyer type nozzle. As described above, in the coil in which the winding tension is excessive, there is a problem that the bobbin of the insulating member is damaged, the tee core that is laminated and fastened is deformed, the coil is damaged, and the insulation performance of the coil is reduced. On the other hand, when the thickness of the bobbin is increased for the purpose of preventing the bobbin from being broken, the heat transfer of the bobbin is reduced, so that there is a problem that cooling of the high-temperature coil is hindered.
[0005]
In addition, the varnish insulating treatment has a problem that a solvent contained in the varnish or volatile matter of an epoxy varnish adversely affects a human body and a problem of power energy consumption for heating and drying at 120 to 150 ° C. for a long time. This was a bottleneck process for completing the rotating electric machine in a short time without shortening the production lead time.
[0006]
An object of the present invention is to provide a stator for a rotating electric machine that has improved insulation performance and cooling performance of a coil, and has sufficient electric insulation and mechanical adhesive strength without varnish treatment.
[0007]
(1) To achieve the above object, the present invention includes a stator core, in so that the coil is wound around each of the plurality of teeth of the stator core, slots adjacent across the teeth in the stator of the rotating electric machine having a stator coil constituted by the coil mounting through an insulating member between the coil was baked a thermoplastic resin having an electrically insulating the outer periphery of the enamel wire be those self-welding wire is used, a U-shaped laminated stator coil in which a plurality of U-shaped coil formed into U-shape is formed by stacking, the U-shaped laminated stator coils, wherein the plurality of such wound on each tooth portion, between the slots adjacent to each other across the teeth, which has been mounted is inserted from the axial direction of said stator core, said U-shaped Slot insertion end of coil Is connected to the other end of the slot insertion side of the other U-shaped coil to be laminated, so that the coil is continuously wound a predetermined number of times on the tooth portion, and the slot is In-slot insulation is formed by the thermoplastic resin of the self-fusing wire and the insulating member, and the U-shaped laminated stator coil and the insulating member are formed of the thermoplastic resin of the self-fusing wire. Is fixed in the slot .
With such a configuration, even when a coil having an excessive winding tension such as a flat wire or a thick wire is used, the bobbin of the insulating member is damaged, the laminated tee core is deformed, and the coil is damaged. The insulation performance of the coil can be improved, and there is no need to increase the thickness of the bobbin to prevent bobbin breakage. Cooling properties can also be improved. Further, the use of the self-bonding wire can eliminate the need for varnish treatment.
[0008]
(2) In order to achieve the above object, the present invention provides a rotating electric machine having a stator core and a stator coil mounted in a slot of the stator core so as to be wound around the teeth of the stator core. In the stator, the stator coil is formed of a self-fusing wire obtained by baking a thermoplastic resin on the outer periphery of an enameled conductor, and the stator coil is formed by laminating a U-shaped coil formed in a U-shape in advance. And inserting the U-shaped coil into the adjacent slot with the stator teeth interposed therebetween, and connecting the end of the U-shaped coil to the end of the adjacent U-shaped coil to obtain a predetermined number of turns. The U-shaped coil constituting the stator coil has a short coil, a long coil having a U-shaped linear portion longer than the short coil, and a length of one linear portion of two U-shaped linear portions. The length of the other straight part is the same as the long coil A long end coil, n long coils and n + 1 short coils are alternately stacked, and a long coil and a short coil are stacked, and end coils are stacked on both end faces. After bending the end of the long coil and the end of the short side of the end face coil to the end of the adjacent short coil, and connecting them , a predetermined number of turns are wound around the stator teeth. A child coil is obtained .
With such a configuration, even when a coil having an excessive winding tension such as a flat wire or a thick wire is used, the bobbin of the insulating member is damaged, the laminated tee core is deformed, and the coil is damaged. The insulation performance of the coil can be improved, and there is no need to increase the thickness of the bobbin to prevent bobbin breakage. Cooling properties can also be improved. Further, the use of the self-bonding wire can eliminate the need for varnish treatment. In addition, the connecting portions at the ends do not interfere with each other, and short-circuiting of the connecting portions can be easily prevented.
[0009]
(3) In the above (1) or (2) , preferably, the U-shaped coil is formed by bending a portion on the U-shaped side and forming a linear portion with a step.
With this configuration, the end portion can be easily bent.
[0010]
(4) In the above (1) or (2) , preferably, the stator coil is formed by fixing a stacked U-shaped coil.
[0011]
(5) In the above (1) or (2) , preferably, the stator core tooth portion is configured such that a width on an outer peripheral side is wider than a width on an inner peripheral side, and the stator coil is formed of the stator core. It has a width corresponding to the width of the tooth portion.
With this configuration, the magnetic flux density of the tooth portion is reduced, and iron loss can be reduced.
[0012]
(6) In the above (1) or (2) , preferably, the slots of the stator core are skewed in the axial direction, and the stacked U-shaped coils are inserted following the skewed slots. It is like that.
With this configuration, the coking torque can be eliminated.
[0013]
(7) In the above (6), preferably, the laminated U-shaped coils are formed by skewing in advance in accordance with the skewed slots.
(8) In order to achieve the above object, the present invention includes a stator, wherein the stator has a coil wound around a stator core and a plurality of teeth of the stator core. As described above, in a rotating electric machine including a stator coil configured by mounting the coil between slots adjacent to each other with the tooth portion interposed therebetween through an insulating member, the coil has electrical insulation properties. A self-fused wire obtained by baking a thermoplastic resin having an enameled wire around the outer periphery of the enameled wire, and a U-shaped laminated stator coil formed by laminating a plurality of U-shaped coils formed in a U-shape The U-shaped laminated stator coil is inserted from the axial direction of the stator core between the adjacent slots with the teeth interposed therebetween so as to be wound around each of the plurality of teeth. Is attached, and said One end of the slot insertion side end of the U-shaped coil is connected to the other of the slot insertion side end of the other U-shaped coil to be laminated, so that the coil wound a predetermined number of times continuously on the tooth portion. In the slot, insulation within the slot is formed by the thermoplastic resin of the self-fusing wire and the insulating member, and the U-shaped laminated stator coil and the insulating member The fusion wire is fixed in the slot by the thermoplastic resin.
(9) Further, in order to achieve the above object, the present invention relates to a method of manufacturing a motor according to the present invention, wherein the coil is wound between adjacent slots across the teeth so that the coil is wound around each of the teeth. In a method for manufacturing a stator of a rotating electric machine, wherein a stator having a stator coil incorporated in a stator core is mounted via an insulating member, a thermoplastic resin having electrical insulation is baked on the outer periphery of the enameled conductor. The plurality of U-shaped coils are formed by forming the self-fused wire into a U-shape to form a plurality of U-shaped coils, and a plurality of U-shaped laminated stator coils are formed by laminating the plurality of U-shaped coils. The U-shaped laminated stator coil is inserted between adjacent slots from the axial direction of the stator core, and one of the slot insertion side ends of the U-shaped coil is inserted into another U-shaped coil slot to be laminated. Welded to the other side end By doing so, the U-shaped laminated stator coil is continuously wound a predetermined number of times on each of the plurality of teeth, and at the time of the welding, the heat of the welding causes the thermoplastic resin of the self-fusing wire to be wound. The resin is softened and melted to form in-slot insulation of the thermoplastic resin and the insulating member in the slot, and the U-shaped laminated stator coil and the insulating member are fixed in the slot. Things.
(10) In the above (9), preferably, the U-shaped coil is one of a short coil, a long coil having a U-shaped linear portion longer than the short coil, and two U-shaped linear portions. The length of the linear portion is equal to the long coil, and the length of the other linear portion includes an end face coil longer than the long coil. The U-shaped laminated stator coil includes n pieces of the long coils. , N + 1 of the short coils are alternately stacked, and the end coil is obtained by stacking the end face coils on both end faces of the long coil and the short coil. By bending both of the insertion-side ends and the short side of the slot insertion-side end of the end face coil toward the end of the short coil and connecting them by the welding, the U-shaped portion is connected to each of the plurality of teeth. Character laminated stator coil Continue to be those to be wound a predetermined number of volumes.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a configuration and a manufacturing method of the stator of the rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the overall configuration of the stator according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a front view showing the entire configuration of the stator of the rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention.
[0015]
The stator 10 includes a stator core 20, a coil 40, and a connection ring 50. As described later with reference to FIGS. 2 and 4, the coil 40 is formed by laminating U-shaped rectangular wires, and is inserted into the slot 22 provided in the stator core 20 from the right side in the drawing. ing. Further, as described later with reference to FIG. 5, the stator coil 40 uses a self-fused enameled wire in which a thermoplastic resin having electrical insulation properties is baked on the outer periphery (in other words, the upper layer) of a normal enameled wire. . The opposite U-shaped end of the coil 40 is bent and then connected to adjacent rectangular wires to form a winding having a predetermined number of turns. The two ends of the coil 40 having the winding shape are connected by a connection ring 50, and three phases (U phase, V phase, W phase) are Y-connected.
[0016]
Next, an assembled state of the stator 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a bird's-eye view showing an assembled state of the stator of the rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention.
[0017]
The stator core 20 has a plurality of tooth portions 24 extending in the inner circumferential direction from the annular core back portion. Slots 22 are formed between adjacent teeth 24. The stator core 20 is formed by laminating thin plate members in which a core back portion and a tooth portion are stamped and formed integrally.
[0018]
The stator coil 40 is formed by forming a straight rectangular wire into a U-shape in advance and stacking a plurality of stator coils in a radial direction of a plurality of slots 22 provided in the stator core 20. Two straight sides are inserted into the slots adjacent to each other across the 24. After the stator coil 40 is inserted into the slot 22, the insertion-side end (the end opposite to the U-shape) of the coil 40 is alternately bent, and the adjacent flat wires are connected to each other so that the predetermined number of turns is obtained. Winding shape. Further, in order to configure all the coils in a predetermined connection circuit, for example, a connection ring 50 in which three phases (U-phase, V-phase, and W-phase) are connected in a Y-connection and a connection of a crossover that becomes a neutral point is completed in advance. The stator 10 is configured such that the stator coil is connected to both ends of the laminated coil 40 so that the desired connection is obtained.
[0019]
Next, a detailed configuration of the stator according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
First, the steps of forming the stator coil used in the stator according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 to FIG. 5 are process diagrams showing a forming process of the stator coil used for the stator according to the first embodiment of the present invention.
[0020]
As shown in FIG. 4, the stator coil is manufactured using a rectangular wire 40 </ b> Z coated with insulation. A wire-shaped rectangular wire is cut into a predetermined length, and at the time of cutting, both ends are cut obliquely. The reason why the both ends are cut obliquely is that when both ends are connected (for example, TIG welding) in order to form a coil, the connection is easy and reliable.
[0021]
Next, as shown in FIG. 4, a U-shaped stator coil 40Y is formed using a forming jig.
[0022]
Further, as shown in FIG. 5, the insulating coatings 40B at both ends of the stator coil 40Y shown in FIG. Here, as described above, the stator coil 40 used in the present embodiment is a self-fused enameled wire in which a thermoplastic resin having an electrical insulating property is baked on the outer periphery (in other words, the upper layer) of a normal enameled wire. As the thermoplastic resin, for example, a phenoxy resin such as polysulfone can be used. Therefore, the insulating coating 40B is an enamel resin and a thermoplastic resin of an outer layer thereof, and these resin layers are peeled off to expose the conductive wire 40A at both ends of the coil 40. The peeling of the insulating coating is for stabilizing the bonding quality at the time of connection.
[0023]
Next, the shape of the stator coil used in the stator according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a plan view showing the shape of the stator coil used for the stator according to the first embodiment of the present invention.
[0024]
In the present embodiment, as shown in FIGS. 6A to 6C, three types of stator coils 40S, 40L, and 40E are formed by the steps of FIGS. The short coil 40S shown in FIG. 6A is a coil having a total length of L1. The total length L1 is slightly longer than the total length of the stator core.
[0025]
The long coil 40L shown in FIG. 6B is a coil having a total length of L2. The overall length L2 of the long coil 40L is about several mm longer than the overall length L1 of the short coil 40S. As described later with reference to FIG. 10, the end of the long coil 40L is bent obliquely so as to contact the end of the short coil 40S. For example, when the width of the fixed tooth portion into which the coil 40 is inserted is 10 mm and the bending angle is 45 °, (L2−L1) is about 4 mm.
[0026]
In the coil 40E for both ends shown in FIG. 6C, the length of one side of the U-shaped coil is L2, and the length of the other side is L3. The end of the straight portion having the length L3 is used to connect to the connection ring 50. (L3-L2) is about several mm.
[0027]
Next, the laminated stator coil used in the stator according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a perspective view showing a laminated stator coil used for the stator according to the first embodiment of the present invention.
[0028]
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, a plurality of stator coils 40S, 40L, and 40E are laminated to form a laminated stator coil 40I in order to form a predetermined number of turns. The laminated stator coil 40I is formed by laminating two stator coils 40E for both ends, n long coils 40L, and (n + 1) short coils 40S. When n long coils 40L and (n + 1) short coils 40S are alternately stacked, the short coil 40S is located on both sides because the short coil 40S is one more than the long coil 40L. Furthermore, by laminating the coil 40E for both ends on both sides thereof, the laminated stator coil 40I is laminated. The ends of each coil are cut obliquely, but are not shown.
[0029]
After stacking the three types of coils 40S, 40L, and 40E, only the coil portion inserted into the slot is covered with an insulator and fixed. Thus, the laminated and fixed laminated coil 40I can be handled integrally, and thus can be easily inserted into the stator slot. Note that the stator coils may be inserted into the stator slots without being fixed in a stacked state, and the three types of stator coils 40S, 40L, and 40E may be inserted one by one into the stator slots. It may be in a laminated state inside.
[0030]
Next, a method of forming the wound stator coil used in the stator according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIGS. 8 and 9 are views showing a method of forming a wound stator coil used for the stator according to the first embodiment of the present invention, and respectively show a winding method used for the stator according to the first embodiment of the present invention. It is a partially expanded side view which shows the state at the time of shaping | molding a wire stator coil.
[0031]
FIGS. 8 and 9 show a state in which the laminated stator coil 40I is inserted across the stator teeth 24 of the stator core 20 as viewed from the opposite end of the stator coil 40I on the U-shaped side. I have. Here, for convenience of explanation, the laminated stator coil 40I is formed by laminating two stator coils 40E1 and 40E2 for both ends, one long coil 40L1, and two short coils 40S1 and 40S2. It shall be formed. Also, in the state shown in FIGS. 8 and 9, there is a gap between the stator coils 40E1, 40E2, 40L1, 40S1, and 40S2, but actually, the coils 40E1, 40E2 , 40L1, 40S1, and 40S2 are stacked in contact with each other, but are illustrated with a gap between each coil for easy understanding.
[0032]
As shown in the figure, the long coil 40L1 is sandwiched between two short coils 40S1 and 40S2, and the stator coils for both ends 40E1 and 40E2 are further stacked on both sides. Here, the opposite ends of the short coil 40S1 on the side opposite to the U-shape are referred to as ends 40S1-1 and 40S1-2, respectively. The opposite ends of the short coil 40S2 on the opposite side of the U-shape are referred to as ends 40S2-1 and 40S2-2, respectively. The opposite ends of the long coil 40L1 on the opposite side of the U-shape are referred to as ends 40L1-1 and 40L1-2, respectively. Further, as shown in FIG. 6C, the opposite end of the coil 40E1 for both ends has a long end and a short end, but the long end is the end 40E1-. L, and the shorter end is referred to as an end 40E1-S. Further, of the opposite ends of the coil 40E2 for both ends, the longer end is referred to as an end 40E2-L, and the shorter end is referred to as an end 40E2-S.
[0033]
As described in FIGS. 6A and 6B, the long coil 40L is longer than the short coil 40S. Therefore, as shown in FIG. 9, one end 40L1-1 of the long coil 40L1 is connected to the short coil 40S1. Is bent toward the one end 40S1-2 so that they come into contact with each other. Also, the other end 40L1-2 of the long coil 40L1 is bent toward the one end 40S2-1 of the short coil 40S2 so as to be in contact with each other.
[0034]
As shown in FIGS. 6B and 6C, the length of the shorter end of the coil 40E1 for both ends is equal to the length L2 of the long coil 40L1. The other end 40E1-S is bent toward the other end 40S1-1 of the short coil 40S1 so that they come into contact with each other. In addition, the short end 40E2-S of the coil for both ends 40E2 is bent toward the other end 40S2-2 of the short coil 40S2 so that they come into contact with each other.
[0035]
The end 40L1-1, the end 40S1-2, the end 40L1-2, the end 40S2-1, the end 40E1-S, the end 40S1-1, the end 40E2-S, and the end 40S2-2. Are fixedly connected by welding or the like.
[0036]
Next, the shape of the wound stator coil used in the stator according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
FIG. 10 is a diagram showing a shape of a winding stator coil used for the stator according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the arrow A of FIG. FIG. 11 is a perspective view showing a shape of a winding stator coil used for the stator according to the first embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIGS. 1 to 9 indicate the same parts.
[0037]
FIG. 10 shows a state where the stator 10 is cut in the axial direction at the slot 22. As shown in FIG. 10, the stator coil 40 is inserted into the adjacent slots 22A and 22B so as to sandwich the stator teeth 24 via the insulator 30, and the end of the stator coil 40 opposite to the U-shape. Are alternately bent and connected to form a one-turn closed circuit coil.
[0038]
The short end 40E2-S of the coil 40E2 for both ends is bent toward the other end 40S2-2 of the short coil 40S2, and is fixed by welding after being brought into contact with each other. The other end 40L1-2 of the long coil 40L1 is bent toward the one end 40S2-1 of the short coil 40S2, brought into contact with each other, and then fixed by welding. As described above, the short coil 40S and the long coil 40L use a self-fused enameled wire in which a thermoplastic resin having electrical insulation properties is baked on the outer periphery (in other words, the upper layer) of a normal enameled wire. When heated to the softening point, the self-fused enameled wire has a function of softening and melting the thermoplastic resin to fix a plurality of coils and insulators around. Then, after the coil is inserted into the slot, when the connection portions are joined by, for example, TIG welding, the coils 40L and 40S are heated by the heat during welding, and soften and melt when reaching the softening temperature or higher of the thermoplastic resin. The insulators in the coils and slots are fixed together. Therefore, it is possible to obtain a stator having sufficient electric insulation and mechanical adhesive strength without varnish treatment.
[0039]
The longer ends 40E1-L and 40E2-L of both end coils 40E1 and 40E2 are longer than the welded portions and are in a protruding state. These ends correspond to the start and end of the winding of the wound coil, and are used to connect to the connection ring 60 as described later.
[0040]
In FIG. 11, the laminated stator coil 40I is obtained by laminating two stator coils 40E1 and 40E2 for both ends, four long coils 40L, and five short coils 40S, and laminating 13 coils. , The ends are welded and connected to form a coil having 13 turns. The longer ends 40E1-L and 40E2-L of the coils 40E1 and 40E2 for both ends are also bent, but this is for facilitating connection with the connection ring, and depending on the shape of the connection ring. As shown in FIG. 10, the bending of the end portions 40E1-L and 40E2-L may be unnecessary.
[0041]
As shown in FIG. 9, portions of welded, for example, the end portion 40L1-1 and the end portion 40S1-2, between the end 40E 2 -S and the end portion 40S 2 -1, end 40L1- 2 is bent, so that even if each coil is in contact, a gap for one coil is formed between the portions to be welded and fixed. Therefore, it is possible to easily prevent a short circuit due to contact between the welded portions, and it is possible to improve insulation. That is, the stacked coils 40 are formed so as to be shifted by one coil at the opening end on the anti-U-shaped side so that the coils to be bent do not interfere with each other.
[0042]
Next, the configuration of the connecting ring used for the stator according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 12 is a plan view showing the configuration of the connecting ring used for the stator according to the first embodiment of the present invention.
[0043]
Here, the connection ring 50 will be described with a three-phase Y connection. A connecting wire 52 is attached to the connecting ring 50. Openings 52 </ b> A and 52 </ b> B are provided at both ends of the crossover 52. The openings 52 are alternately connected to both ends 40E1-L and 40E2-L of the laminated coil 40 at every third slot, thereby forming a U-phase, a V-phase, and a W-phase. Further, the neutral wire 54 is formed by connecting an end corresponding to the end of winding of the laminated coil with the crossover wire 52. The crossover wire 52 and the neutral wire 54 are insert-molded in a heat-resistant resin to form a connection ring 50 integrally formed. The connection ring 50 is connected to the stator coil 40 to configure the stator 10 in a desired connection.
[0044]
Here, the connection state between the stator coil and the connection ring in the stator according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 13 is a diagram showing a connection state between a stator coil and a connection ring in the stator according to the first embodiment of the present invention, and is shown from the same direction as FIG. 10. The same reference numerals as those in FIG. 10 indicate the same parts.
[0045]
When the wound coil is formed as shown in FIGS. 8 to 10, the longer ends 40E1-L and 40E2-L of the both-end coils 40E1 and 40E2 are connected to the beginning and end of winding of the wound coil. Therefore, these ends are inserted into the openings 52A and 52B at both ends of the crossover 52 of the connection ring 50 shown in FIG.
[0046]
As described above, according to the present embodiment, the stator coil is inserted into the adjacent slot with the stator teeth interposed therebetween by stacking U-shaped coils formed in a U-shape in advance. Since the end of the U-shaped coil is connected to the end of the adjacent U-shaped coil to obtain a predetermined number of turns, a coil having an excessively large winding tension, such as a flat wire or a thick wire, is used. Even when it is used, the insulation performance of the coil can be improved without damaging the bobbin of the insulating member, deforming the laminated and connected tee core, or damaging the coil. Further, since it is not necessary to increase the thickness of the bobbin in order to prevent the bobbin from being damaged, the heat transfer of the bobbin does not decrease, and the cooling performance of the high-temperature coil can be improved.
Further, by using a self-fused enameled electric wire as the stator coil, it is possible to obtain sufficient electric insulation and mechanical adhesive strength without performing varnish treatment.
[0047]
Next, the configuration of the stator of the rotating electric machine according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of the stator coil used in the stator according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
14 and 15 are a plan view and a side view showing a configuration of a stator coil used for a stator of a rotating electric machine according to a second embodiment of the present invention. FIG. 14A shows a side view of the stator coil according to the present embodiment before the bending process, and FIG. 14B shows a plan view of the stator coil according to the present embodiment. FIG. 15A shows a side view of the stator coil after the bending process according to the present embodiment, and FIG. 15B shows a plan view of the stator coil according to the present embodiment.
[0048]
As shown in FIG. 14B, the stator coil 40X before the bending process according to the present embodiment has a U-shape. Although not shown in detail, both ends of the stator coil 40X are cut diagonally as in the case of the stator coil 40 shown in FIG. Is what is being done.
[0049]
Next, the stator coil 40X shown in FIG. 14 is subjected to a bending process to obtain a stator coil 40W having a shape as shown in FIG. In particular, as shown in FIG. 15A, the stator coil 40W has a bent portion 40W1. The bent portion 40W1 is provided at the center of the U-shaped stator coil 40W on the U-shaped side. Therefore, the two linear portions 40W2 and 40W3 of the fixed coil 40W are in a parallel state with a step difference.
[0050]
Next, the configuration of the stator of the rotary electric machine according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 16 is a rear view of a main part of the configuration used for the stator of the rotating electric machine according to the second embodiment of the present invention.
[0051]
As shown in the figure, a plurality of bent stator coils 40W shown in FIG. 15 are stacked and inserted into the stator slots so as to sandwich the stator teeth 24 of the stator core 20. You.
[0052]
Next, the configuration of the stator of the rotating electric machine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 17 and 18.
FIGS. 17 and 18 are views showing a method of forming a wound stator coil used in the stator according to the second embodiment of the present invention, and respectively show a winding method used in the stator according to the second embodiment of the present invention. It is a partially expanded side view which shows the state at the time of shaping | molding a wire stator coil.
[0053]
FIGS. 17 and 18 show a state in which the laminated stator coil 40I ′ is inserted across the stator teeth 24 of the stator core 20 when viewed from the opposite U-side end of the stator coil 40I ′. Is shown. The laminated stator coil 40I ′ is obtained by laminating the bent stator coils 40W shown in FIG. FIG. 16 shows a schematic state when the paper surface is viewed from the back side.
[0054]
Here, for convenience of description, the laminated stator coil 40I 'includes two stator coils 40E'1 and 40E'2 for both ends, one long coil 40L'1, and two short coils. It is assumed that 40S'1 and 40S'2 are formed by stacking. Also, in the states shown in FIGS. 17 and 18, although there is a gap between the stator coils 40E′1, 40E′2, 40L′1, 40S′1, and 40S′2, Actually, the coils 40E′1, 40E′2, 40L′1, 40S′1, and 40S′2 are stacked in contact with each other. It is shown as there is.
[0055]
As shown in the figure, the long coil 40L'1 is sandwiched between two short coils 40S'1 and 40S'2, and further, on both sides, stator coils 40E'1 and 40E'2 for both ends are provided. It is laminated. Here, the opposite ends of the short coil 40S'1 on the opposite side of the U-shape are referred to as ends 40S'1-1 and 40S'1-2, respectively. The opposite ends of the short coil 40S'2 on the opposite side of the U-shape are referred to as ends 40S'2-1 and 40S'2-2, respectively. The opposite ends of the long coil 40L'1 on the opposite side of the U-shape are referred to as ends 40L'1-1 and 40L'1-2, respectively. Further, the opposite U-shaped end of the coil for both ends 40E'1 has a long end and a short end, as shown in FIG. 6C, but has a long end. Is the end 40E'1-L, and the end on the short side is the end 40E'1-S. Also, of the opposite U-shaped ends of the coil for both ends 40E'2, the longer end is referred to as an end 40E'2-L, and the shorter end is referred to as an end 40E'2-S.
[0056]
6A and 6B, the long coil 40L 'is longer than the short coil 40S', so as shown in FIG. 18, one end 40L of the long coil 40L'1. '1-1 is bent toward one end 40S'1-2 of the short coil 40S'1 so that they contact each other. Further, the other end 40L'1-2 of the long coil 40L'1 is bent toward the one end 40S'2-1 of the short coil 40S'2 so as to be in contact with each other.
[0057]
6B and 6C, the length of the shorter end of the coil 40E'1 for both ends is equal to the length L2 of the long coil 40L'1. The short end 40E'1-S of the coil for both ends 40E'1 is bent toward the other end 40S'1-1 of the short coil 40S'1 so as to be in contact with each other. Further, the short end 40E'2-S of the coil for both ends 40E'2 is bent toward the other end 40S'2-2 of the short coil 40S'2 so as to be in contact with each other.
[0058]
The end 40L'1-1 and the end 40S'1-2, the end 40L'1-2 and the end 40S'2-1, the end 40E'1-S and the end 40S'1-1, The end 40E'2-S and the end 40S'2-2 are connected and fixed by welding or the like.
[0059]
In the present embodiment, unlike the examples shown in FIGS. 8 and 9, the stator coil 40W constituting the laminated stator coil 40I ′ is formed by bending. Moreover, by setting the degree of bending to be equal to the thickness of the stator coil 40W, for example, the end 40E'1-S can be contacted with the end 40S'1-1 by bending the end 40E'1-S at right angles. That is, as shown in FIG. 9, there is no need to bend the end portion 40E1-S diagonally in the direction of the adjacent stator coil, and the bending process can be easily performed.
[0060]
As described above, according to the present embodiment, the insulation performance of the coil can be improved, and the cooling performance of the high-temperature coil can be improved. Further, the workability of the bending process at the time of forming the winding coil can be improved.
Further, by using a self-fused enameled electric wire as the stator coil, it is possible to obtain sufficient electric insulation and mechanical adhesive strength without performing varnish treatment.
[0061]
Next, the configuration of the stator of the rotating electric machine according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 19 is a main part front view showing the configuration of the stator of the rotating electric machine according to the third embodiment of the present invention.
[0062]
In the present embodiment, the stator core teeth 24 of the stator core 20 have a width W2> width W1 where W1 is the width on the core center side (inner circumference side) and W2 is the width on the core outer circumference side. I have. That is, the stator core teeth 24 are formed such that a portion near the outer diameter is wide and a portion near the inner diameter is narrow.
[0063]
The stator coil 40I "laminated is inserted into the stator slot so as to sandwich the stator core teeth 24. The stator coil 40I" is formed into a U-shape as shown in FIG. 5 or FIG. The stacked coils are stacked. Since the width of the stator core teeth 24 is different between the inner diameter side and the outer diameter side, the width between the linear portions of the U-shaped coil is formed so as to be different from this width.
[0064]
According to the present embodiment, the insulation performance of the coil can be improved, and the cooling property of the high-temperature coil can be improved. In addition, when compared with the tooth width of the tooth portion which is constant at the width W1, the width of the tooth portion is increased on average, and the magnetic flux density is reduced, so that iron loss can be reduced.
Further, by using a self-fused enameled electric wire as the stator coil, it is possible to obtain sufficient electric insulation and mechanical adhesive strength without performing varnish treatment.
[0065]
Next, a configuration of a stator of a rotating electric machine according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 20 is a bird's-eye view showing the configuration of the stator of the rotating electric machine according to the fourth embodiment of the present invention.
[0066]
The stator 10 ′ includes a stator core 20 ′, a coil 40, and a connection ring 50. As described with reference to FIGS. 2 and 4, the coil 40 is formed by laminating U-shaped rectangular wires, and is inserted into a slot 22 ′ provided in the stator core 20 ′ from the right side in the drawing. Has been inserted.
[0067]
The stator core 20 ′ has a plurality of teeth 24 ′ extending in the inner circumferential direction from the annular core back. Slots 22 'are formed between adjacent teeth 24'. Here, the shape of the slot 22 'is different from that of the slot 22 shown in FIG. That is, the slot 22 shown in FIG. 2 is formed parallel to the axial direction of the stator core 20. On the other hand, the slot 22 'has a shape skewed in the axial direction, that is, a shape twisted in the axial direction. The stator core 20 'is formed by laminating thin plate members in which a core back portion and a tooth portion are stamped and formed integrally. The slot 22 'having a skewed shape can be formed by laminating the thin plate members at slightly different angles in the circumferential direction when laminating the thin plate members. By inserting the laminated coil 40 'into the slot 22', the coil 40 'is also twisted and inserted following the skew of the slot 22'. The skewed stator may be formed by inserting a laminated coil skew-formed in advance in a shape adapted to the slot skew from the slot axis direction.
[0068]
The opposite U-shaped end of the coil 40 is bent and then connected to adjacent rectangular wires to form a winding having a predetermined number of turns. The two ends of the coil 40 having the winding shape are connected by a connection ring 50, and three phases (U phase, V phase, W phase) are Y-connected.
[0069]
According to the present embodiment, the insulation performance of the coil can be improved, and the cooling property of the high-temperature coil can be improved. Further, the coking torque which is a problem of the synchronous machine can be eliminated.
Further, by using a self-fused enameled electric wire as the stator coil, it is possible to obtain sufficient electric insulation and mechanical adhesive strength without performing varnish treatment.
[0070]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while the insulation performance and cooling property of the stator coil of a rotary electric machine improve, sufficient electric-insulation property and mechanical adhesive strength can be obtained without performing varnish processing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an entire configuration of a stator of a rotating electric machine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a bird's-eye view showing an assembled state of a stator of the rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a process diagram showing a forming process of a stator coil used for the stator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a process diagram showing a forming process of a stator coil used for the stator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a process diagram showing a forming process of a stator coil used for the stator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a shape of a stator coil used in the stator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a laminated stator coil used for the stator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a method of forming a wound stator coil used in the stator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a method of forming a wound stator coil used in the stator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a shape of a winding stator coil used for the stator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a perspective view showing a shape of a winding stator coil used for the stator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a plan view showing a configuration of a connection ring used for the stator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a connection state between a stator coil and a connection ring in the stator according to the first embodiment of the present invention.
14A and 14B are a plan view and a side view showing a configuration of a stator coil used for a stator of a rotating electric machine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a plan view and a side view showing a configuration of a stator coil used for a stator of a rotating electric machine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a main part rear view of the configuration used for the stator of the rotating electric machine according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram illustrating a method of forming a wound stator coil used in the stator according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram illustrating a method of forming a wound stator coil used in the stator according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a partial front view showing a configuration of a stator of a rotating electric machine according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a bird's-eye view showing a configuration of a stator of a rotary electric machine according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Stator 20 ... Stator iron core 22 ... Slot 24 ... Stator iron core tooth part 30 ... Slot insulator 40 ... Stator coil 50 ... Connection ring 52 ... Crossover 54 ... Neutral crossover

Claims

Stator iron core,
In so that the coil is wound around each of the plurality of teeth of the stator core, the stator coil constituted by the coil be mounted via an insulating member between the slots adjacent to each other across the teeth And a stator of the rotating electric machine having
The coil is
A self-fused wire obtained by baking a thermoplastic resin having electrical insulation properties on the outer periphery of the enameled lead wire ,
A U-shaped laminated stator coil in which a plurality of U-shaped coil formed into U-shape is formed by stacking,
The U-shaped laminated stator coil,
Wherein the plurality of such wound on each tooth portion, between the slots adjacent to each other across the teeth, which has been mounted is inserted from the axial direction of the stator core,
One slot insertion side end portion of the U-shaped coil, by being connected to the other slot insertion side end portion of the other of said U-shaped coil to be laminated, wound a predetermined number of volumes in succession to the teeth Configured as the coil,
In the slot, insulation in the slot is formed by the thermoplastic resin and the insulating member of the self-fusing wire,
The stator of the rotating electric machine, wherein the U-shaped laminated stator coil and the insulating member are fixed in the slot by the thermoplastic resin of the self-fusing wire .

In a stator of a rotating electric machine having a stator core and a stator coil mounted in a slot of the stator core so as to be wound around the teeth of the stator core,
The stator coil is composed of a self-fused wire in which a thermoplastic resin is baked on the outer periphery of the enameled wire,
The stator coil is inserted into an adjacent slot with the stator teeth interposed therebetween by stacking U-shaped coils formed in a U-shape in advance, and the ends of the U-shaped coil are inserted into adjacent U-shaped coils. By connecting to the end of the U-shaped coil, a predetermined number of turns is obtained
The U-shaped coil constituting the stator coil includes a short coil, a long coil having a U-shaped linear portion longer than the short coil, and a length of one of the two U-shaped linear portions. Is equal to the long coil, and the length of the other linear portion is longer than the long coil.
n long coils and n + 1 short coils are alternately stacked, and further, an end face coil is stacked on both end faces of the stacked long coil and short coil,
By bending and connecting the end of the long coil and the short end of the end face coil to the end of the adjacent short coil, a predetermined number of stator coils are wound around the stator teeth. A stator for a rotating electric machine, characterized by being obtained.

The stator of the rotating electric machine according to claim 1 or 2 ,
The U-shaped coil is a stator for a rotating electrical machine, wherein a portion on the U-shaped side is bent and a straight portion is formed stepwise.

The stator of the rotating electric machine according to claim 1 or 2 ,
The stator according to claim 1, wherein the stator coil is formed by fixing a stacked U-shaped coil.

The stator of the rotating electric machine according to claim 1 or 2 ,
The stator core tooth portion is configured such that the width on the outer peripheral side is wider than the width on the inner peripheral side,
The stator of a rotating electric machine, wherein the stator coil has a width corresponding to the width of the stator core teeth.

The stator of the rotating electric machine according to claim 1 or 2 ,
The slots in the stator core are skewed in the axial direction,
The stator of a rotating electric machine, wherein the laminated U-shaped coils are inserted following the skewed slots.

The stator of the rotating electric machine according to claim 6,
A stator for a rotating electric machine, wherein the laminated U-shaped coils are formed in advance in skew in accordance with skewed slots.

Having a stator,
  The stator is
  Stator iron core,
  A stator coil configured by mounting the coil via an insulating member between slots adjacent to each other so as to wind the coil around each of the plurality of teeth of the stator core. When
Have
In rotating electric machines,
  The coil is
  A self-fused wire obtained by baking a thermoplastic resin having electrical insulation properties on the outer periphery of the enameled lead wire,
  A U-shaped laminated stator coil formed by laminating a plurality of U-shaped coils formed into a U-shape,
  The U-shaped laminated stator coil,
  As wound around each of the plurality of teeth, between the adjacent slots across the teeth, inserted and mounted from the axial direction of the stator core,
  One end of the slot insertion side end of the U-shaped coil is connected to the other of the slot insertion side end of the other U-shaped coil to be laminated, so that a predetermined number of turns are continuously wound around the tooth portion. Configured as the coil,
  In the slot, insulation in the slot is formed by the thermoplastic resin of the self-fusing wire and the insulating member,
  The U-shaped laminated stator coil and the insulating member are fixed in the slot by the thermoplastic resin of the self-fusing wire.
A rotating electric machine characterized by the above-mentioned.

  The coil is mounted via an insulating member between slots adjacent to each other with the teeth interposed therebetween so that the coil is wound around each of the plurality of teeth of the stator core, and the stator coil is mounted on the stator core. In the method of manufacturing a stator of a rotating electric machine to obtain a stator incorporating,
  A plurality of U-shaped coils are formed by forming a self-fusing wire, which is a thermoplastic resin having electrical insulation properties, baked on the outer periphery of the enameled wire into a U-shape,
  Forming a plurality of U-shaped laminated stator coils by stacking a plurality of the U-shaped coils;
  Inserting the U-shaped laminated stator coil between slots adjacent to each other across the tooth portion from the axial direction of the stator core,
  By connecting one end of the slot insertion side end of the U-shaped coil to the other of the slot insertion side end of the other U-shaped coil to be laminated by welding, the U-shaped stack is formed on each of the plurality of teeth. So that the stator coil is continuously wound a predetermined number of times,
  At the time of the welding, the heat of the welding softens and melts the thermoplastic resin of the self-fusing wire, and the insulation in the slot formed by the thermoplastic resin and the insulating member is formed by the slot. And fixing the U-shaped laminated stator coil and the insulating member in the slot.
A method for manufacturing a stator of a rotating electric machine, characterized by comprising:

The method for manufacturing a stator for a rotating electric machine according to claim 9,
  The U-shaped coil,
  A short coil,
  A long coil having a U-shaped linear portion longer than the short coil;
  Of the two U-shaped straight portions, one of the straight portions is equal in length to the long coil, and the other straight portion is longer in length than the long coil.
Including
  The U-shaped laminated stator coil,
  n long coils and n + 1 short coils are alternately stacked,
  Further, the end face coils are stacked on both end faces of the long coil and the short coil which are stacked.
Has been obtained by
  By bending both the slot insertion side end of the long coil and the short side end of the slot insertion side end of the end face coil to the end side of the short coil and connecting them by welding, the plurality of tooth portions are formed. The predetermined number of turns of the U-shaped laminated stator coil are continuously wound around each of the coils.
A method for manufacturing a stator of a rotating electric machine, characterized by comprising: