JP4631631B2 - Stator coil of rotating electrical machine - Google Patents
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Description
本発明は、U字導体順次接続式コイルをもつ回転電機のステータコイルに関する。 The present invention relates to a stator coil of a rotating electrical machine having a U-shaped conductor sequential connection type coil.
U字導体順次接続式コイルが、たとえば車両用交流発電機などの回転電機のステータコイルとして提案され、実用化されている。下記の特許文献1〜21は、本出願人により出願されたU字導体順次接続式コイルの一部である。このU字導体順次接続式コイルは、U字導体の一対の脚部をステータコアの一端面側からステータコアの略1磁極ピッチ離れたスロットに個別に挿通し、ステータコアの他端面側にて相ごとに直列接続して構成される。
A U-conductor sequential connection type coil has been proposed and put to practical use as a stator coil of a rotating electrical machine such as an AC generator for a vehicle. The following
U字導体は、U字状の頭部先端部と、この頭部先端部の両端から個別に延在する一対の頭部斜行部と、これら一対の頭部斜行部から延在してスロットに個別に収容される一対のスロット導体部と、これら一対のスロット導体部から個別に延在する一対の端部斜行部と、端部斜行部の先端部により構成されて他のU字導体の端部斜行部の先端部に接合される端部先端部(接合部)とからなる。 The U-shaped conductor includes a U-shaped head tip portion, a pair of head skew portions individually extending from both ends of the head tip portion, and a pair of head skew portions extending from the pair of head skew portions. A pair of slot conductor portions individually accommodated in the slot, a pair of end skew portions extending individually from the pair of slot conductor portions, and a distal end portion of the end skew portion, and another U It consists of the edge part front-end | tip part (joining part) joined to the front-end | tip part of the edge part skew part of a character conductor.
頭部先端部及び頭部斜行部は頭部側コイルエンドを構成し、頭部斜行部及び端部先端部は端部側コイルエンドを構成する。スロット導体部と頭部斜行部と端部先端部とは脚部を構成している。各スロットは径方向において偶数個の導体収容位置をそれぞれ有している。各U字導体の一対のスロット導体部は、互いに異なる導体収容位置に収容されている。端部先端部が互いに接合される一対のU字導体のスロット導体部は、互いに異なる収容位置に収容されている。一本のU字導体の一対のスロット導体部を略1磁極ピッチ離隔するために、このU字導体の頭部斜行部及び頭部斜行部は周方向へ曲げられている。典型的な製造方法では、各頭部斜行部及び頭部斜行部はほぼ半磁極ピッチだけ周方向へ斜行している。 The head tip portion and the head skew portion constitute a head-side coil end, and the head skew portion and the end tip portion constitute an end-side coil end. The slot conductor portion, the head skew portion, and the end tip portion constitute a leg portion. Each slot has an even number of conductor receiving positions in the radial direction. A pair of slot conductor portions of each U-shaped conductor are accommodated in different conductor accommodation positions. The slot conductor portions of the pair of U-shaped conductors whose end tips are joined to each other are housed in different housing positions. In order to separate the pair of slot conductor portions of one U-shaped conductor by approximately one magnetic pole pitch, the head skew portion and the head skew portion of the U-shaped conductor are bent in the circumferential direction. In a typical manufacturing method, each head skew portion and head skew portion are skewed in the circumferential direction by substantially a semi-magnetic pole pitch.
U字導体の頭部斜行部を周方向へ展開するために、松葉状に形成された未展開のU字導体の上記頭部斜行部予定部分は相対的に1磁極ピッチ捻られる。U字導体の一対の頭部斜行部予定部分の周方向への捻り(展開)は、U字導体のスロット導体部予定部分を一対のリング(回動リング又は捻りリングとも呼ぶ)で保持しつつ、この一対のリングを1磁極ピッチ相対回動させることにより実現される。更に説明すると、松葉状の未展開U字導体のスロット導体部予定部分を保持しつつ相対回動することによりU字導体の一対の頭部斜行部予定部分を周方向へ展開させて頭部斜行部となす頭部展開工程が実行される。 In order to develop the head skew portion of the U-shaped conductor in the circumferential direction, the head skew portion of the undeveloped U-shaped conductor formed in a pine needle shape is relatively twisted by one magnetic pole pitch. In the circumferential twisting (expansion) of the pair of head skew portions of the U-shaped conductor, the slot conductor portion planned portions of the U-shaped conductor are held by a pair of rings (also referred to as a rotating ring or a twisting ring). On the other hand, this pair of rings is realized by relative rotation of one magnetic pole pitch. More specifically, a pair of head skew portions of the U-shaped conductor are developed in the circumferential direction by rotating relative to each other while holding the slot conductor portion of the pine needle-shaped undeveloped U-shaped conductor. A head unfolding step that is performed with the skew portion is executed.
同様に、U字導体の端部斜行部を周方向へ展開するために、頭部斜行部が展開されたU字導体のスロット導体部をステータコアのスロットに挿入した後、端部斜行部予定部分をステータコアのスロットに挿通した後、端部先端部予定部分を一対のリングで保持しつつこの一対のリングを1磁極ピッチ相対回動させることにより、一対の端部斜行部予定部分を周方向へ捻って(展開して)端部斜行部となす端部展開工程が実行される。典型的なコイル捻り装置とその動作についてはたとえば下記の特許文献2、特許文献20及び特許文献21に開示されている。 Similarly, in order to expand the end skew portion of the U-shaped conductor in the circumferential direction, after inserting the slot conductor portion of the U-shaped conductor in which the head skew portion is expanded into the slot of the stator core, the end skew After the portion of the portion is inserted into the slot of the stator core, the pair of the end inclined portions are preliminarily rotated by rotating the pair of rings relative to each other by one magnetic pole pitch while holding the end portion of the end portion of the portion by the pair of rings. An end unfolding step is performed in which the end is skewed (deployed) to form an end skew portion. A typical coil twisting device and its operation are disclosed in, for example, Patent Literature 2, Patent Literature 20, and Patent Literature 21 below.
一つのU字導体の一対の端部先端部は互いに異なる2つの導体収容位置に個別に収容される。2つのU字導体の直列接続は、一方のU字導体の端部先端部と、この端部先端部に径方向に隣接する他方のU字導体の端部先端部とを接合することにより行われる。一例において、各スロットの周方向に隣接する2つの導体収容位置を用いて一つのU字導体順次接続式コイルを構成することができる。これを2位置型U字導体順次接続式コイルと称する。他例において、各スロットの周方向に隣接する4つの導体収容位置を用いて一つのU字導体順次接続式コイルを構成することができる。これを4位置型U字導体順次接続式コイルと称する。4位置型U字導体順次接続式コイルは、径方向最内側の導体収容位置と径方向最外側の導体収容位置とに一対の脚部が個別に収容される大セグメントと、径方向二番目の導体収容位置と径方向三番目の導体収容位置とに一対の脚部が個別に収容される小セグメントとが用いられる。頭部側コイルエンドにおいて、大セグメントの頭部先端部は小セグメントの頭部先端部を包むように配置される。 The tip portions of the pair of end portions of one U-shaped conductor are individually accommodated in two different conductor accommodating positions. Two U-shaped conductors are connected in series by joining an end tip of one U-shaped conductor and an end tip of the other U-shaped conductor adjacent to the end tip in the radial direction. Is called. In one example, one U-shaped conductor sequential connection type coil can be configured using two conductor receiving positions adjacent to each other in the circumferential direction of each slot. This is referred to as a two-position U-shaped conductor sequential connection type coil. In another example, one U-shaped conductor sequential connection type coil can be configured using four conductor receiving positions adjacent to each other in the circumferential direction of each slot. This is referred to as a 4-position U-shaped conductor sequential connection type coil. The 4-position U-shaped conductor sequential connection type coil includes a large segment in which a pair of legs are individually accommodated in a radially innermost conductor accommodating position and a radially outermost conductor accommodating position, A small segment in which a pair of legs are individually accommodated in the conductor accommodating position and the third conductor accommodating position in the radial direction is used. In the head side coil end, the head end of the large segment is arranged to wrap the head end of the small segment.
このようにして構成された各相コイルをたとえば星形接続してU字導体順次接続式コイルが完成される。各相コイル(一相のU字導体順次接続式コイル)の中性点引き出し線及び相出力引き出し線は、適切な部位でU字状セグメントのU字状の頭部を分割することにより、あるいは、2つのI字導体により構成することができる。 Each phase coil thus configured is connected in a star shape, for example, to complete a U-shaped conductor sequential connection type coil. The neutral point lead line and phase output lead line of each phase coil (one-phase U-shaped conductor sequential connection type coil) can be obtained by dividing the U-shaped head of the U-shaped segment at an appropriate location, or It can be composed of two I-shaped conductors.
スロットの導体収容位置を増加することにより、スロットの2つの導体収容位置を占有する2位置型U字導体順次接続式コイル、もしくは、スロットの4つの導体収容位置を占有する4位置型U字導体順次接続式コイルを径方向へ複数配置できることは明白である。更に詳しく説明すると、2位置型U字導体順次接続式コイルではスロットの互いに隣接する2つの導体収容位置がU字導体のスロット導体部により占有され、4位置型U字導体順次接続式コイルではスロットの互いに隣接する2つの導体収容位置がU字導体のスロット導体部により占有される。上記2位置型U字導体順次接続式コイルや4位置型U字導体順次接続式コイルを径方向に重ねて配置すれば、モータ出力を向上することができる。 A two-position U-shaped conductor sequential connection type coil that occupies the two conductor accommodating positions of the slot by increasing the conductor accommodating position of the slot, or a four-position U-shaped conductor that occupies the four conductor accommodating positions of the slot It is clear that a plurality of sequentially connected coils can be arranged in the radial direction. More specifically, in the two-position U-shaped conductor sequential connection type coil, the two conductor receiving positions adjacent to each other in the slot are occupied by the slot conductor portion of the U-shaped conductor, and in the four-position type U-shaped sequential connection coil, the slot is occupied. The two conductor receiving positions adjacent to each other are occupied by the slot conductor portion of the U-shaped conductor. If the two-position U-shaped conductor sequential connection type coil or the four-position U-shaped conductor sequential connection type coil is arranged to overlap in the radial direction, the motor output can be improved.
以下、この方式を複数コイル径方向重ね構造と称し、これら複数のコイルのうち、径方向内側のコイル(すなわち内側のU字導体順次接続式コイル)を内側コイルと称し、径方向外側のコイル(すなわち外側のU字導体順次接続式コイル)を外側コイルと略称する。 Hereinafter, this method is referred to as a multiple coil radial stacking structure, and among these coils, the radially inner coil (that is, the inner U-shaped conductor sequential connection type coil) is referred to as the inner coil, and the radially outer coil ( That is, the outer U-shaped conductor sequential connection type coil) is abbreviated as an outer coil.
上記した複数コイル径方向重ね構造における頭部斜行部及び斜行渡り部の形成のために、内側コイル用U字導体と外側コイル用U字導体とを、多重回動リングを用いて一斉同時に捻る方法が提案されている。以下、この方式を一斉捻り方式又は一斉回動方式と呼ぶ。 In order to form the head skew portion and the skew crossing portion in the multi-coil radial overlapping structure described above, the inner coil U-shaped conductor and the outer coil U-shaped conductor can be simultaneously formed using a multiple rotation ring. Twisting methods have been proposed. Hereinafter, this method is referred to as a simultaneous twisting method or a simultaneous rotation method.
上記した内側コイル及び外側コイルからなる複数コイル径方向重ね配置方式では、同相の内側コイルと外側コイルとを直列接続するために、外側コイルの最終(最初でもよい)のスロット導体部と、内側コイルの最初(最終でもよい)のスロット導体部と、これら2つのスロット導体部を連ねる特別形状の頭部とをもつコイル間渡り線を用いて、内側コイルと外側コイルとを直列接続することが好適である。 In the multi-coil radial overlapping arrangement comprising the inner coil and the outer coil described above, the last (or first) slot conductor portion of the outer coil and the inner coil can be connected in series to the inner coil and the outer coil in phase. It is preferable that the inner coil and the outer coil are connected in series by using an inter-coil connecting wire having a first (or final) slot conductor portion and a specially shaped head portion connecting these two slot conductor portions. It is.
上記説明したU字導体順次接続式コイル及びその製造方法は、既述した下記の特許文献などによりもはや周知技術のレベルに達しているため、これ以上の従来技術説明は省略する。このU字導体順次接続式コイルは、明らかに古来の巻回式のステータコイルに比べて巻き線構造が簡単となる結果、スロット占積率向上やコイルエンドのコンパクト化を実現することができるうえ、巻き線工程も簡素化することができる。
しかしながら、上記した内側コイル及び外側コイルからなる複数コイル径方向重ね配置方式において、従来のコイル間渡り線は、内側コイル及び外側コイルの軸方向外側に延設されるため、頭部側コイルエンドの軸方向長(コイルエンド高さ)を増大させ、その分だけ、回転電機を大型大重量とするという問題があった。 However, in the multi-coil radial overlapping arrangement method composed of the inner coil and the outer coil as described above, the conventional inter-coil connecting wire is extended outward in the axial direction of the inner coil and the outer coil. There has been a problem that the length in the axial direction (coil end height) is increased, and the rotating electrical machine is increased in size and weight accordingly.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、頭部側コイルエンドの軸方向長を低減して回転電機の小型軽量化を実現した回転電機のステータコイルを提供することをその目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stator coil for a rotating electrical machine in which the axial length of the head-side coil end is reduced and the rotating electrical machine is reduced in size and weight. .
上記課題を解決する各発明は、スロットの内側コイル用導体収容位置に軸方向一方側から挿通された多数の内側コイル用U字導体の先端を順次接続してなる内側コイルと、前記スロットの外側コイル用導体収容位置に軸方向一方側から挿通された多数の外側コイル用U字導体の先端を順次接続して前記内側コイルの径方向外側に配設される外側コイルと、前記内側コイルの一端と前記外側コイルの一端とを接続するコイル間渡り線とを備え、前記内側コイル及び外側コイルの頭部側コイルエンドは、前記U字導体の頭部先端部と、この頭部先端部の両端から周方向及び軸方向に対して斜設されて前記スロットに達する一対の頭部斜行部とにより構成される回転電機のステータコイルにおいて、前記コイル間渡り線は、前記内側コイルの頭部斜行部と径方向等位置にて周方向及び軸方向に対して斜設されて前記スロットに達する内側の斜行渡り部と、前記外側コイルの頭部斜行部と径方向等位置にて周方向及び軸方向に対して前記内側の斜行渡り部と同方向で且つ対向状態に斜設されて前記スロットに達する外側の斜行渡り部と、これら互いに異なる位置で斜設された内側及び外側の斜行渡り部を周方向に延びて連接する頭部渡り部とを有し、前記頭部渡り部は、内側コイルの頭部先端部と外側コイルの頭部先端部との間のコイル間窪み部に収容されて周方向へ延在する周方向渡り部と、前記周方向渡り部の一端から前記内側コイルの前記頭部先端部の間のセグメント間隙間に収容されて略径内方向へ延在し、前記内側の斜行渡り部に達する前記内側の径方向渡り部と、前記周方向渡り部の他端から前記外側コイルの前記頭部先端部の間のセグメント間隙間に収容されて略径外方向へ延在し、前記外側の斜行渡り部に達する前記外側の径方向渡り部と、を有することを特徴とする。 Each of the inventions for solving the above problems includes an inner coil formed by sequentially connecting a plurality of inner coil U-shaped conductors inserted from one side in the axial direction to the inner coil conductor receiving position of the slot, and an outer side of the slot. An outer coil disposed on the radially outer side of the inner coil by sequentially connecting the tips of a plurality of outer coil U-shaped conductors inserted from one side in the axial direction to the coil conductor housing position; and one end of the inner coil And an end portion of the U-shaped conductor, and both ends of the head end portion of the U-shaped conductor. from in the circumferential direction and the stator coil of the configured rotary electric machine by a pair of head oblique portions are obliquely set reaches said slot relative to the axial direction, the inter-coil crossover wire head swash of the inner coil An inner skew crossing portion that reaches the slot by being inclined with respect to the circumferential direction and the axial direction at an equal position in the radial direction with respect to the section, and a circumferential direction at an equal position in the radial direction with respect to the head skew portion of the outer coil And the outer oblique crossing portion which is obliquely provided in the same direction and opposite to the inner oblique crossing portion with respect to the axial direction and reaches the slot, and the inner and outer obliquely inclined portions at different positions. possess a head bridging portion which connects extends obliquely spreads portion in the circumferential direction, the head transfer section is a recess between the coils between the head tip portion of the head tip portion and the outer coil of the inner coil A circumferentially extending portion that is accommodated in the circumferential portion and extends in the circumferential direction, and is accommodated between a segment gap between one end of the circumferentially extending portion and the head end portion of the inner coil, and extends substantially inwardly in the radial direction. The inner radial crossover portion reaching the inner oblique crossover portion and the circumferential crossover portion. The outer radial crossover portion that is accommodated between the segment gaps between the head end of the outer coil from the other end of the outer portion and extends substantially radially outward and reaches the outer oblique crossover portion; It is characterized by having.
すなわち、本発明は内側コイルと外側コイルとを含む複数コイル径方向重ね配置方式のステータコイルに用いられ、内側の斜行渡り部と外側の斜行渡り部とそれらを連ねる頭部渡り部とをもつコイル間渡り線の形状にその特徴を有している。 That is, the present invention is used for a stator coil of a multi-coil radial stacking system including an inner coil and an outer coil, and includes an inner skew crossing portion, an outer skew crossing portion, and a head crossing portion connecting them. It has the feature in the shape of the connecting wire between coils.
なお、更に説明すると、この発明のコイル間渡り線は、内側コイルの最初(または最終)のスロット導体部と、このスロット導体部の一端から頭部側コイルエンド側に飛び出して周方向へ斜行する内側の斜行渡り部と、この斜行渡り部から径方向外側へ延在する頭部渡り部と、この頭部渡り部から周方向へ斜行する外側の斜行渡り部と、この斜行渡り部に連なる外側コイルの最終(又は最初)のスロット導体部とを有する。更に、これら一対のスロット導体部の他端には端部側コイルエンドにおいて、他のU字導体に接続される。 In further detail, the inter-coil connecting wire of the present invention includes the first (or final) slot conductor portion of the inner coil, and jumps out from one end of the slot conductor portion to the head side coil end side and skews in the circumferential direction. An inner diagonal crossing part, a head crossing part extending radially outward from the diagonal crossing part, an outer diagonal crossing part obliquely running circumferentially from the head crossing part, and the diagonal crossing part. And a final (or first) slot conductor portion of the outer coil connected to the crossover portion. Furthermore, the other end of the pair of slot conductors is connected to another U-shaped conductor at the end side coil end.
第1発明は特に、頭部渡り部が、内側コイル用U字導体及び外側コイル用U字導体の頭部先端部よりも軸方向へ突出しない位置に配設されていることを特徴としている。 In particular, the first invention is characterized in that the head crossing portion is disposed at a position that does not protrude in the axial direction from the head end portions of the inner coil U-shaped conductor and the outer coil U-shaped conductor.
この発明では、コイル間渡り線が内側コイル及び外側コイルよりも軸方向内側に配置されるため、頭部側コイルエンドの軸方向長の増加を防止することができ、その結果として回転電機の小型軽量化を実現することができる。 In this invention, since the connecting wire between the coils is arranged on the inner side in the axial direction than the inner coil and the outer coil, an increase in the axial length of the head-side coil end can be prevented, and as a result, the size of the rotating electrical machine can be reduced. Weight reduction can be realized.
また、コイル間渡り線の頭部渡り部が、内側コイル用U字導体の互いに隣接する頭部先端部の間の略径方向隙間と、内外コイル間の周方向窪み部と、外側コイル用U字導体の互いに隣接する頭部先端部の間の略径方向隙間とを縫って延設されるため、コイル間渡り線が内側コイルや外側コイルよりも軸方向外側に突出するのを抑止することができ、その結果として内側コイル及び外側コイルとコイル間渡り線との干渉を防止しつつ内側コイルや外側コイルをコンパクトに形成することができるため、回転電機の小型軽量化を促進することができる。 Further, the head connecting portions of coils between connecting wire includes a substantially radial gap between the head tip adjacent the U-shaped conductor for the inner coil, a circumferential recess between the inner and outer coils, for the outer coil Since the U-shaped conductor is sewed and extended with a substantially radial gap between head tips adjacent to each other, the inter-coil connecting wire is prevented from protruding outward in the axial direction from the inner coil and the outer coil. As a result, the inner coil and the outer coil can be compactly formed while preventing the interference between the inner coil and the outer coil and the connecting wire between the coils. it can.
好適な態様において、径方向渡り部及び周方向渡り部は、内側コイル用U字導体及び外側コイル用U字導体の頭部先端部よりも軸方向に突出しない位置に配置される。これにより、回転電機の小型軽量化を実現することができる。 In a preferred embodiment, the radial crossing portion and the circumferential crossing portion are arranged at positions that do not protrude in the axial direction from the head end portions of the inner coil U-shaped conductor and the outer coil U-shaped conductor. Thereby, size reduction and weight reduction of a rotary electric machine is realizable.
好適な態様において、コイル間渡り線の周方向渡り部は、軸方向へ平坦な一対の側面を有する平角線からなる。これにより、周方向渡り部を良好に内側コイルと外側コイルとの間のコイル間窪み部に収容することができる。 In a preferred embodiment, the circumferential connecting portion of the connecting wire between the coils is formed of a flat wire having a pair of side surfaces flat in the axial direction. Thereby, the circumferential direction transition part can be favorably accommodated in the inter-coil depression between the inner coil and the outer coil.
好適な態様において、前記U字導体及び前記コイル間渡り線は、平角線からなり、前記コイル間渡り線の径方向渡り部と、この径方向渡り部に周方向に隣接する前記U字導体の頭部先端部とは互いに平行に対面する側面をそれぞれ有する。これにより、コイル間渡り線の径方向渡り部を互いに周方向に隣接する内側コイル用U字導体及び外側コイル用U字導体の頭部先端部の間に良好に収容することができる。 In a preferred embodiment, the U-shaped conductor and the connecting wire between the coils are formed of a flat wire, and a radial connecting portion of the connecting wire between the coils, and the U-shaped conductor adjacent to the radial connecting portion in the circumferential direction. The head tip has side surfaces facing each other in parallel. Thereby, the radial crossover part of the inter-coil connecting wire can be satisfactorily accommodated between the head end portions of the inner coil U-shaped conductor and the outer coil U-shaped conductor that are adjacent to each other in the circumferential direction.
好適な態様において、前記一対の斜行渡り部は、隣接する頭部斜行部と同方向に斜行している。これにより、コイル間渡り線の斜行渡り部を互いに周方向に隣接する内側コイル用U字導体及び外側コイル用U字導体の頭部斜行部の間に良好に収容することができる。 In a preferred aspect, the pair of skew crossing portions are skewed in the same direction as the adjacent head skew portion. This makes it possible to satisfactorily accommodate the skew crossing portion of the inter-coil connecting wire between the head skew portions of the inner coil U-shaped conductor and the outer coil U-shaped conductor that are adjacent to each other in the circumferential direction.
上記各発明のコイル間渡り線は、予め頭部側が最終形状に形成された端部側未展開コイル間渡り線を、他の端部側未展開のU字導体をステータコアのスロットに嵌挿する前又は後又は同時に挿入することができる。 In the inter-coil connecting wire of each of the above inventions, the end-side undeveloped inter-coil connecting wire whose head side is formed in a final shape in advance is inserted into the other end-side undeveloped U-shaped conductor in the slot of the stator core. It can be inserted before or after or simultaneously.
その他、斜行渡り部がまだ形成されていない未展開のコイル間渡り線用導体を、内側コイル用U字導体又は外側コイル用U字導体またはそれら両方と同時に多重回動リングを用いて一斉展開してもよい。ただし、コイル間渡り線用導体の展開角度が、内側コイル用U字導体又は外側コイル用U字導体の展開角度より大きい場合には、多重回動リングを予備的に回動して、コイル間渡り線用導体を予備展開しておき、その後、内側コイル用U字導体、外側コイル用U字導体及び予備展開されたコイル間渡り線用導体を一斉展開してもよい。 In addition, undeveloped inter-coil connecting wire conductors that have not yet been formed with skew crossing portions are simultaneously developed using a multi-rotation ring simultaneously with the U-shaped conductor for the inner coil and / or the U-shaped conductor for the outer coil. May be. However, when the deployment angle of the inter-coil connecting wire conductor is larger than the deployment angle of the U-shaped conductor for the inner coil or the U-shaped conductor for the outer coil, the multiple rotation ring is preliminarily rotated to The connecting wire conductor may be preliminarily developed, and then the inner coil U-shaped conductor, the outer coil U-shaped conductor, and the pre-developed inter-coil connecting wire conductor may be simultaneously developed.
本発明を車両用交流発電機のステータコイルとして採用した実施形態を図面を用いて説明する。ただし、本発明は下記の実施形態に限定解釈されるべきではなく、本発明の技術思想を他の公知技術等を用いて実施しても良いことは当然である。 An embodiment in which the present invention is adopted as a stator coil of a vehicle alternator will be described with reference to the drawings. However, the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments, and it is natural that the technical idea of the present invention may be implemented using other known techniques.
(実施形態1)
(全体構造の説明)
この車両用交流発電機の軸方向断面図を図1に示す。ただし、図1においてステータコイル12は模式的に図示されている。交流発電機は電機子として働く固定子10と、界磁子として働く回転子50と、フロントハウジング61及びリアハウジング62と、交流電力を直流電力に変換する整流器65とを備えている。回転子50はシャフト51と一体に回転するもので、ランデル型ポールコア52、界磁コイル53、スリップリング54、斜流ファン56及び遠心ファン57を備えている。ランデル型ポールコア52は一組のポールコア52a及び52bを組合わせて構成されている。シャフト51はプーリ58を通じて車両エンジンにより回転駆動される。フロントハウジング61及びリアハウジング62は回転子50を支持するとともに固定子10を挟持している。
(Embodiment 1)
(Description of overall structure)
A sectional view in the axial direction of this vehicle alternator is shown in FIG. However, the
固定子10は、ステータコア11と、ステータコア11に巻装されたステータコイル12とからなる。ステータコイル12は、多数のU字導体を順次接続して構成された公知のU字導体順次接続式コイルである。13はステータコイル12のうちステータコア11からリヤ側に突出する頭部側コイルエンド、14はステータコイル12のうちステータコア11からフロント側に突出する端部側コイルエンドである。したがって、U字導体順次接続式コイルを構成する各U字導体は、ステータコア11の各スロットにリヤ側からフロント側へ貫挿されている。各U字導体の先端部は相ごとに順次接続されて3つの相コイルが形成され、各相コイルが三相星形巻線されてステータコイル12を構成している。
The
図1に示す実施例では、各U字導体の一対の脚部は1磁極ピッチ離れた一対のスロットに個別に収容されている。図1において、スロットは、径方向に8つの導体収容位置をもち、径方向内側から1〜4番目の導体収容位置に内側コイル用U字導体が挿通され、径方向内側から5〜8番目の導体収容位置に外側コイル用U字導体が挿通されている。各内側コイル用U字導体は端部側にて順次接続されて内側コイルを構成し、各外側コイル用U字導体は端部側にて順次接続されて外側コイルを構成している。内側コイル及び外側コイルはそれぞれ3相の相コイルにより構成され、内側コイル及び外側コイルの同相の相コイルは後述するコイル間渡り線により直接接続されている。この実施例では、内側コイルの各相コイルの残る端部は相互に接続されて中性点を構成し、外側コイルの各相コイルの残る端部はそれぞれの相の外部引き出し線を構成している。 In the embodiment shown in FIG. 1, the pair of leg portions of each U-shaped conductor is individually accommodated in a pair of slots separated by one magnetic pole pitch. In FIG. 1, the slot has eight conductor receiving positions in the radial direction, and the inner coil U-shaped conductor is inserted into the first to fourth conductor receiving positions from the radially inner side, and the fifth to eighth positions from the radially inner side. The outer coil U-shaped conductor is inserted through the conductor receiving position. The U-shaped conductors for the inner coils are sequentially connected on the end side to constitute an inner coil, and the U-shaped conductors for the outer coil are sequentially connected on the end side to constitute an outer coil. The inner coil and the outer coil are each composed of a three-phase coil, and the phase coils of the same phase of the inner coil and the outer coil are directly connected by an inter-coil connecting wire described later. In this embodiment, the remaining ends of each phase coil of the inner coil are connected to each other to form a neutral point, and the remaining ends of each phase coil of the outer coil constitute an external lead wire for each phase. Yes.
(頭部側コイルエンドの説明)
頭部側コイルエンド13は、各U字導体のU字状頭部により構成されている。このU字状頭部は、U字状の頭部先端部とこの頭部先端部の両端から軸方向スロットへ向けて近づきつつ周方向へ略半磁極ピッチ延在する(斜行する)一対の頭部斜行部とからなる。同じU字状頭部の一方の頭部斜行部と他方の頭部斜行部とは径方向に1導体収容位置ピッチだけずらして配置され、U字状の頭部先端部は略径方向に延在してこれら一対の頭部先端部を連ねている。
(Description of head side coil end)
The head-
なお、端部側コイルエンド14は、各U字導体の飛び出し端部からなる。この飛び出し端部は、スロットから出た後、軸方向スロットから離れる向きへ延在しつつ周方向へ略半磁極ピッチだけ延在する(斜行する)一対の端部斜行部と、端部斜行部の先端から軸方向に突出する端部先端部とからなる。内側コイル用U字導体の互いに径方向に隣接する一対の端部先端部は溶接され、外側コイル用U字導体の互いに径方向に隣接する一対の端部先端部は溶接されている。
Note that the end-
この実施例では、内側コイル及び外側コイルは、既述した互いに径方向に隣接する4つの導体収容位置を占めるU字導体により構成される4位置型U字導体順次接続式コイルからなり、形状及び構造は本質的に同じである。内側コイルに用いる内側コイル用U字導体を図2を参照して説明する。外側コイルに用いる外側コイル用U字導体の形状及び構造も図2に示すものと同じである。 In this embodiment, the inner coil and the outer coil are composed of the four-position U-shaped conductor sequential connection type coil composed of the U-shaped conductors that occupy the four conductor receiving positions that are adjacent to each other in the radial direction. The structure is essentially the same. The U-shaped conductor for the inner coil used for the inner coil will be described with reference to FIG. The shape and structure of the outer coil U-shaped conductor used for the outer coil are also the same as those shown in FIG.
図2において、各スロットの径方向に連続する4つの導体収容位置のうち1、4番目の導体収容位置に頭部曲率半径が大きいU字導体である大セグメント17が挿通され、2、3番目の導体収容位置に頭部曲率半径が小さいU字導体である小セグメント27が挿通されている。大セグメント17のうち一対のスロット挿入部分をスロット導体部18a、18bと称する。小セグメント27のうち一対のスロット挿入部分をスロット導体部28a、28bと称する。19は大セグメント17のU字状頭部、29は小セグメント27のU字状頭部である。大セグメント17は、一対の飛び出し端部21a及び21bをもち、飛び出し端部21a及び21bは端部斜行部22a及び22bと、端部先端部23a及び23bとをもつ。同様に、小セグメント27は、一対の飛び出し端部31a及び31bをもち、飛び出し端部31a及び31bは端部斜行部32a及び32bと、端部先端部33a及び33bとをもつ。端部先端部23bと33bは溶接されて溶接部41aとなり、端部先端部23a、33aは溶接されて溶接部41bとなる。結局、4位置型U字導体順次接続式コイルでは、小セグメント27とこれを囲む大セグメント17とにより構成されることがわかる。
In FIG. 2, the
この大セグメント17と小セグメント27とのペアをそれぞれ用いたステータコイル12の頭部側コイルエンド13の形状を図3に示す。100は内側コイル、200は外側コイルである。図3において、17aは、大きなU字導体である大セグメント17の頭部先端部、27aは、小さいU字導体である小セグメント27の頭部先端部、17bは大セグメント17の径方向内側の頭部斜行部、17cは大セグメント17の径方向外側の頭部斜行部、27bは小セグメント27の径方向内側の頭部斜行部、27cは小セグメント27の径方向外側の頭部斜行部、17dは大セグメント17の内側のスロット導体部、17eは大セグメント17の外側のスロット導体部、27dは小セグメント27の内側のスロット導体部、27eは小セグメント27の外側のスロット導体部である。
The shape of the head
ステータコア11のスロットは、径方向に8つの導体収容位置C1〜C8を有している。導体収容位置C1〜C4には内側コイル100を構成する大セグメント17及び小セグメント27のスロット導体部17d、27d、27e、17eが収容されている。導体収容位置C5〜C8には外側コイル200を構成する大セグメント17及び小セグメント27のスロット導体部17d、27d、27e、17eが収容されている。
The slot of the
上記した4位置型U字導体順次接続式コイルの標準の構造及び製造方法については、先に記載した各特許文献たとえば特許文献20等に詳述されてもはや周知となっているため、これ以上の説明を省略する。ただし、本発明は、上記した4位置型U字導体順次接続式コイル以外にたとえば2位置型U字導体順次接続式コイルなどにも採用できることはもちろんである。 The standard structure and manufacturing method of the above-described four-position U-shaped conductor sequential connection type coil are described in detail in each of the above-mentioned patent documents, for example, Patent Document 20 and the like. Description is omitted. However, the present invention can be applied to, for example, a two-position U-shaped conductor sequential connection type coil in addition to the above-described four-position U-shaped conductor sequential connection type coil.
(特徴構造の説明)
この実施形態の特徴部分を図3〜図6を参照して以下に詳しく説明する。図3は頭部側コイルエンド13近傍の側面図であり、図4は頭部側コイルエンド13のコイル間渡り線300近傍を周方向に展開した状態を示す周方向部分展開図である。
(Description of feature structure)
The features of this embodiment will be described in detail below with reference to FIGS. FIG. 3 is a side view of the vicinity of the head-
図3において、300は、内側コイル100と外側コイル200とを相ごとに直列接続するためのコイル間渡り線である。コイル間渡り線300は、内側コイルの一端と外側コイル200の一端とを接続するコイル間渡り線である。コイル間渡り線300は、所定のスロットの導体収容位置C1に収容される内側のスロット導体部301と、所定のスロットの導体収容位置C8に収容される外側のスロット導体部302と、スロット導体部301から延設されて内側コイル100の頭部斜行部17bと周方向同じ向きに斜設される内側の斜行渡り部303と、スロット導体部302から延設されて外側コイル200の頭部斜行部17cと周方向同じ向きに斜設される外側の斜行渡り部304と、2つの斜行渡り部303、304を連ねる頭部渡り部305とからなる。スロット導体部301は、内側コイル100の最初(または最終)のスロット導体部を構成しており、スロット導体部302は、外側コイル200の最終(又は最初)のスロット導体部を構成している。
In FIG. 3,
この実施形態では、図3、図4に示すように、頭部渡り部305が内側コイル100及び外側コイル200の大セグメント17の頭部先端部17aよりも軸方向外側へ突出しない位置に配設されている。このため、頭部側コイルエンド13の軸方向長を短縮することができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the
この実施形態では更に、コイル間渡り線300の内側の斜行渡り部303が、内側コイル100の径方向最内側の頭部斜行部17bと径方向等位置にてそれと同一方向に斜設され、更に、コイル間渡り線300の外側の斜行渡り部304が、外側コイル200の径方向最外側の頭部斜行部17cと径方向等位置にてそれと同一方向に斜設されている。すなわち、コイル間渡り線300の頭部渡り部305の径方向内端に連なって周方向かつ軸方向へ斜行する内側の斜行渡り部303は、各大セグメント17の内側の頭部斜行部17bの一つが占有するべき位置にて内側コイル100の最内側に空間配置されるため、この内側の斜行渡り部303から頭部渡り部305への連続と方向変換とが、他の大セグメント17の各部に邪魔されることが無い。同様に、コイル間渡り線300の頭部渡り部305の径方向外端に連なって周方向かつ軸方向へ斜行する外側の斜行渡り部304も、各大セグメント17の外側の頭部斜行部17cが占有すべき位置にて外側コイル200の最外側に空間配置されるため、この外側の斜行渡り部304から頭部渡り部305への連続と方向変換とが、他の大セグメント17の各部に邪魔されることが無い。つまり、コイル間渡り線300を他のU字導体との空間干渉を抑止して、コンパクトに配置することができる。
Further, in this embodiment, the
頭部側コイルエンド13のコイル間渡り線300近傍を軸方向後方から見た状態を図5に示す。頭部渡り部305は、後述する周方向渡り部3051と、内側の径方向渡り部3052と、外側の径方向渡り部3053とからなる。周方向渡り部3051は、内側コイル100の頭部先端部17aと外側コイル200の頭部先端部17aとの間に位置して周方向へ延在するコイル間窪み部xに収容されて周方向へ延在する。
FIG. 5 shows a state in which the vicinity of the inter-coil connecting
内側の径方向渡り部3052は、周方向渡り部3051の一端から内側コイル100の大セグメント17の頭部先端部17aの間のセグメント間隙間yに収容されて略径内方向へ延在している。すなわち、内側の径方向渡り部3052は、内側コイル100の各大セグメント17の頭部先端部17aの一つが占めるべき位置にて他の頭部先端部17aと同様に略径方向に延在している。
The inner
外側の径方向渡り部3053は、周方向渡り部3051の他端から外側コイル200の大セグメント17の頭部先端部17aの間のセグメント間隙間zに収容されて略径外方向へ延在している。すなわち、外側の径方向渡り部3053は、外側コイル200の各大セグメント17の頭部先端部17aの一つが占めるべき位置にて他の頭部先端部17aと同様に略径方向に延在している。
The outer
なお、図5では理解を容易とするため、互いに隣接する2つの大セグメント17の頭部先端部17a間のセグメント間隙間y、zを大きく図示しているが、実際にはこれらセグメント間隙間y、zは更に縮小可能である。
In FIG. 5, for easy understanding, the inter-segment gaps y and z between the
コイル間渡り線300の頭部渡り部305を図5に示すように略クランク形状に形成することにより、コイル間渡り線300の頭部渡り部305をコンパクトに配置できるとともに、頭部側コイルエンド13の軸方向突出長を縮小することができる。また、頭部渡り部305の周方向渡り部3051の長さ及び位置を調節することにより、外側コイル200と相ごとに接続すべき内側コイル100の相ごとの開始(又は終了)位置を適切に選択することができる。同じく、内側コイル100と相ごとに接続すべき外側コイル200の相ごとの終了(又は開始)位置を適切に選択することができる。
By forming the
(実施例効果)
結局、この実施例によれば、コイル間渡り線300をコンパクトかつ内側コイル100及び外側コイル200との空間的干渉を抑止しつつ配置できるため、頭部側コイルエンド13における電気絶縁を確保しつつ、頭部側コイルエンドの軸方向長の増加を防止することができ、その結果として回転電機の小型軽量化を実現することができる。
(Example effect)
After all, according to this embodiment, since the
また、この実施例では、コイル間渡り線300の周方向渡り部3051は、図4に示すように、軸方向へ向けて平坦な側面S1及び径方向へ向けて平坦な側面S2を有する平角線からなる。これにより、周方向渡り部3051を良好に内側コイル100の大セグメント17の頭部先端部17aと外側コイル200の大セグメント17の頭部先端部17aとの間のコイル間窪み部xに収容することができ、周方向渡り部3051の軸方向外側への突出を抑止することができる。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the
また、この態様によれば、大セグメント17、小セグメント27及びコイル間渡り線300がそれぞれ平角線からなり、かつ、コイル間渡り線300の内側の径方向渡り部3052及び外側の径方向渡り部3053と、これら径方向渡り部3051、3052に対して周方向に隣接する大セグメント17の頭部先端部17aとが互いに略平行に対面する側面をそれぞれ有するので、言い換えれば、コイル間渡り線300の径方向渡り部3051、3052が、各大セグメント17の頭部先端部17aの一つが占めるべき位置にて略径方向へ延設したので、コイル間渡り線300の径方向渡り部3051、3052を大セグメント17の頭部先端部17aの間に位置して略径方向へ延在するセグメント間隙間y、zに良好に収容することができる。
Further, according to this aspect, the
更に、この態様によれば、頭部渡り部305の一対の斜行渡り部303、304は、周方向に隣接する大セグメント17の頭部斜行部17b、17cと同方向に斜行し、しかも互いに対面する斜行渡り部303、304としているので、これにより、コイル間渡り線300の斜行渡り部303、304と頭部斜行部17b、17cとは互いに対面する略平行な平坦側面を有している。言い換えれば、コイル間渡り線300の斜行渡り部303、304は、各大セグメント17の頭部斜行部17b、17cの一つが占めるべき位置にて隣接する頭部斜行部17b、17cと平行に対面配置させたので、斜行渡り部303、304をコンパクトに配置することができた。
Further, according to this aspect, the pair of
(実施形態2)
コイル間渡り線300の他の実施形態を図6〜図8を参照して以下に詳しく説明する。この実施形態は、コイル間渡り線300を導体収容位置C2、C7間に配置する点をその特徴としている。図6は頭部側コイルエンド13近傍の側面図であり、図7は頭部側コイルエンド13のコイル間渡り線300近傍を周方向に展開した状態を示す周方向部分展開図である。
(Embodiment 2)
Another embodiment of the inter-coil connecting
図6において、コイル間渡り線300は、導体収容位置C2に収容される内側のスロット導体部301と、導体収容位置C7に収容される外側のスロット導体部302と、スロット導体部301から延設されて内側コイル100の頭部斜行部27bと周方向同じ向きに斜設される内側の斜行渡り部303と、スロット導体部302から延設されて外側コイル200の頭部斜行部27cと周方向同じ向きに斜設される外側の斜行渡り部304と、2つの斜行渡り部303、304を連ねる頭部渡り部305とからなる。スロット導体部301は、内側コイル100の最初(または最終)のスロット導体部を構成しており、スロット導体部302は、外側コイル200の最終(又は最初)のスロット導体部を構成している。
In FIG. 6, the inter-coil connecting
この実施形態では、図6、図7に示すように、頭部渡り部305が内側コイル100及び外側コイル200の大セグメント17の頭部先端部17aよりも軸方向外側へ突出しない位置に配設されている。このため、頭部側コイルエンド13の軸方向長を短縮することができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the
この実施形態では更に、コイル間渡り線300の内側の斜行渡り部303が、内側コイル100の頭部斜行部27bと径方向等位置にてそれと同一方向に斜設され、更に、コイル間渡り線300の外側の斜行渡り部304が、外側コイル200の頭部斜行部27cと径方向等位置にてそれと同一方向に斜設されている。すなわち、コイル間渡り線300の頭部渡り部305の径方向内端に連なって周方向かつ軸方向へ斜行する内側の斜行渡り部303は、各小セグメント27の内側の頭部斜行部27bの一つが占有するべき位置に空間配置されているため、この内側の斜行渡り部303から頭部渡り部305への連続と方向変換とが、他の小セグメント27の各部に邪魔されることが無い。同様に、コイル間渡り線300の頭部渡り部305の径方向外端に連なって周方向かつ軸方向へ斜行する外側の斜行渡り部304も、各小セグメント27の外側の頭部斜行部27cが占有すべき位置にて空間配置されるため、この外側の斜行渡り部304から頭部渡り部305への連続と方向変換とが、他の小セグメント27の各部に邪魔されることが無い。つまり、コイル間渡り線300を他のU字導体との空間干渉を抑止して、コンパクトに配置することができる。
Further, in this embodiment, an
頭部側コイルエンド13のコイル間渡り線300近傍を軸方向後方から見た状態を図8に示す。頭部渡り部305は、後述する周方向渡り部3051と、内側の径方向渡り部3052と、外側の径方向渡り部3053とからなる。周方向渡り部3051は、内側コイル100の頭部先端部17aと外側コイル200の頭部先端部17aとの間に位置して周方向へ延在するコイル間窪み部xに収容されて周方向へ延在する。
FIG. 8 shows a state in which the vicinity of the inter-coil connecting
内側の径方向渡り部3052は、周方向渡り部3051の一端から内側コイル100の大セグメント17の頭部先端部17aの間のセグメント間隙間yに収容されて略径内方向へ延在している。ただし、この実施形態2では、実施形態1とは異なり、内側の径方向渡り部3052は、内側コイル100の各大セグメント17の頭部先端部17aの一つが占めるべき位置にて他の頭部先端部17aと同様に略径方向に延在していない。その代わりに、この実施形態2では、内側の径方向渡り部3052は、内側コイル100の各小セグメント27の頭部先端部27aの一つが占めるべき位置にて他の頭部先端部27aと同様に略径方向に延在している。
The inner
外側の径方向渡り部3053は、周方向渡り部3051の他端から外側コイル200の大セグメント17の頭部先端部17aの間のセグメント間隙間zに収容されて略径外方向へ延在している。ただし、この実施形態2では、実施形態1とは異なり、外側の径方向渡り部3053は、外側コイル200の各大セグメント17の頭部先端部17aの一つが占めるべき位置にて他の頭部先端部17aと同様に略径方向に延在していない。その代わりに、この実施形態2では、外側の径方向渡り部3053は、外側コイル200の各小セグメント27の頭部先端部27aの一つが占めるべき位置にて他の頭部先端部27aと同様に略径方向に延在している。したがって、この実施形態2のコイル間渡り線300は、互いに周方向に隣接する大セグメント17の二つの頭部先端部17a、17aの間のセグメント間隙間y、zが確保される必要がある。また、この実施形態では、コイル間渡り線300の径方向渡り部3052、3053と大セグメント17の頭部先端部17aとの間の隙間は実施形態1よりも少なくなる。それ以外の点において、この実施形態2のコイル間渡り線300は、実施形態1の既述したコイル間渡り線300と同じ効果を奏することができる。
The outer
(比較例)
コイル間渡り線300の他の実施形態を上記実施形態1、2のコイル間渡り線300に対する比較例として図9〜図11に示す。ただし、図11の導体収容位置配置順序は図3、図6と反対となっていることに留意されたい。
(Comparative example)
Another embodiment of the inter-coil connecting
コイル間渡り線300のスロット導体部は導体収容位置C2、C6間に配置されている。図9は頭部側コイルエンド13近傍の側面図であり、図10は頭部側コイルエンド13のコイル間渡り線300近傍を周方向に展開した状態を示す周方向部分展開図であり、図11は頭部側コイルエンド13を軸方向リヤ側からみた正面図である。
The slot conductor portion of the inter-coil connecting
図9において、300は、内側コイル100と外側コイル200とを相ごとに直列接続するためのコイル間渡り線である。コイル間渡り線300は、内側コイル100の一端と外側コイル200の一端とを接続するコイル間渡り線である。C1〜C8はスロットの径方向に並ぶ8つの導体収容位置を示す。C1は径方向最内側の導体収容位置、C8は径方向最外側の導体収容位置を示す。コイル間渡り線300は、所定のスロットの導体収容位置C2に収容される内側のスロット導体部301と、所定のスロットの導体収容位置C6に収容される外側のスロット導体部302と、スロット導体部301から延設されて内側コイル100の小セグメント27の頭部斜行部27bと周方向同じ向きに斜設される内側の斜行渡り部303と、スロット導体部302から延設されて外側コイル200の小セグメント27の頭部斜行部27bと周方向同じ向きに斜設される外側の斜行渡り部304と、2つの斜行渡り部303、304を連ねる頭部渡り部305とからなる。スロット導体部301は、内側コイル100の最初(または最終)のスロット導体部を構成しており、スロット導体部302は、外側コイル200の最終(又は最初)のスロット導体部を構成している。コイル間渡り線300の内側の斜行渡り部303は、内側コイル100の頭部斜行部27bと径方向等位置にてそれと同一方向に斜設され、更に、コイル間渡り線300の外側の斜行渡り部304は、外側コイル200の頭部斜行部27bと径方向等位置にてそれと同一方向に斜設されている。すなわち、コイル間渡り線300の頭部渡り部305の径方向内端に連なって周方向かつ軸方向へ斜行する内側の斜行渡り部303は、内側コイル100の小セグメント27の頭部斜行部27bの一つが占有するべき位置に配置される。また、コイル間渡り線300の頭部渡り部305の径方向外端に連なって周方向かつ軸方向へ斜行する外側の斜行渡り部304は、外側コイル200の小セグメント27の頭部斜行部27bが占有すべき位置に配置される。つまり、コイル間渡り線300の斜行渡り部303が、内側コイル100の小セグメント27の頭部斜行部27bと径方向等位置にてそれと同一方向に斜設され、更に、コイル間渡り線300の斜行渡り部304が、外側コイル200の小セグメント27の頭部斜行部27bと径方向等位置にてそれと同一方向に斜設されているため、斜行渡り部303、304から頭部渡り部305への連続と方向変換とが、他の小セグメント27の各部に邪魔されることは無い。
In FIG. 9,
次に、頭部渡り部305について更に詳しく説明する。頭部側コイルエンド13のコイル間渡り線300近傍を軸方向後方から見た状態を図11に示す。頭部渡り部305は、内側コイル100と外側コイル200との境界部に沿いつつ周方向に延在する周方向渡り部3051と、内側の径方向渡り部3052と、外側の径方向渡り部3053とからなる。
Next, the
周方向渡り部3051は、内側コイル100の頭部先端部17aと外側コイル200の頭部先端部17aとの間に位置して周方向へ延在するコイル間窪み部xに収容されて周方向へ延在する。内側の径方向渡り部3052は、周方向渡り部3051の一端から内側コイル100の大セグメント17の頭部先端部17aの間のセグメント間隙間yに収容されて略径内方向へ延在している。ただし、この比較例では、内側の径方向渡り部3052は、内側コイル100の各大セグメント17の頭部先端部17aの一つが占めるべき位置にて他の頭部先端部17aと同様に略径方向に延在していない。その代わりに、内側の径方向渡り部3052は、内側コイル100の各小セグメント27の頭部先端部27aの一つが占めるべき位置にて他の頭部先端部27aと同様に略径方向に延在している。外側の径方向渡り部3053は、周方向渡り部3051の他端から外側コイル200の大セグメント17の頭部先端部17aの間のセグメント間隙間zに収容される前に、図11に示すように大セグメント17の頭部先端部17aの軸方向外側に覆い被さるように屈曲した後、このセグメント間隙間z内に曲げられ、その後、反時計方向に斜行する。このため、既述した頭部側コイルエンド13の軸方向長が増大する。また、この実施形態3のコイル間渡り線300は、互いに周方向に隣接する大セグメント17の二つの頭部先端部17a、17aの間のセグメント間隙間y、zが十分に確保される必要がある。また、この比較例では、コイル間渡り線300の径方向渡り部3052、3053と大セグメント17の頭部先端部17aとの間の隙間は実施形態1よりも少なくなる。なお、図5、図8、図11において、黒く着色した領域はコイル間渡り線300の頭部渡り部305の後端面をなす平坦側面である。
The
(変形態様)
既述した実施形態1、2では、コイル間渡り線300の頭部渡り部305をできるだけ内側コイル100及び外側コイル200の大セグメント17のU字状の頭部先端部17aの間の周方向窪み部xやセグメント間隙間y、zに良好に収容されて、隣接する大セグメント17の頭部先端部17aに接触することなくしかも軸方向後方への突出を抑止するべく、矩形断面の頭部渡り部305や斜行渡り部303、304の平坦面の姿勢を設定した。
(Modification)
In the first and second embodiments described above, the
このことは、コイル間渡り線300の頭部渡り部305が、その周方向渡り部3051と径方向渡り部3052、3053との接続点にて略直角に捻られることを意味する。この捻りはステータコアの軸方向に平行な回動軸心として行われることが好適である。これにより、図3、図6に着色して示すクランク形状の後端面を形成することができる。ただし、コイル間渡り線300を構成する平角線の矩形断面の縦横比は任意であり、矩形断面が長方形の場合には必要に応じて、幅広の側面と幅狭の側面とがコイル間窪み部x、セグメント間隙間y、zにてどの姿勢をもつか設定し、それに応じて上記捻り軸心方向も変更可能である。
This means that the
(変形態様)
上記した実施形態1、2のコイル間渡り線300又は比較例にて示したコイル間渡り線300は、内側コイル100のうちのたとえばU相コイルと外側コイル200のうちのたとえばU相コイルとを直列接続する。
(Modification)
The above-described inter-coil
この時、U相コイル用のコイル間渡り線300Uと、その他の2相のコイル間渡り線300V、300Wとが周方向において重なる必要がある場合も生じる。 At this time, there may be a case where the inter-coil connecting wire 300U for the U-phase coil and the other two-phase inter-coil connecting wires 300V and 300W need to overlap in the circumferential direction.
この場合には、一方のコイル間渡り線を軸方向低層に配置し、他方のコイル間渡り線を軸方向において高層側に配置することにより、これら二つのコイル間渡り線が空間的に重ならないようにすることができることはもちろんである。この複数コイル間渡り線配置構造を二階建て構造と称する。この二階建て構造の一例を図12に示す。この場合、低層側には実施形態1や2に示す軸方向長が小さいコイル間渡り線300を用いることが好適である。図12では実施形態1のコイル間渡り線300を低層側に配置し、実施形態2に示すコイル間渡り線300に相当するコイル間渡り線300’を高層側に配置したものである。
In this case, the connecting wire between one coil is arranged on the lower layer in the axial direction, and the connecting wire between the other coils is arranged on the higher layer side in the axial direction, so that the two connecting wires between the coils do not overlap spatially. Of course it can be done. This multi-coil crossover wiring arrangement structure is referred to as a two-story structure. An example of this two-story structure is shown in FIG. In this case, it is preferable to use the
(コイル間渡り線300の展開方法の説明)
コイル間渡り線300は、斜行渡り部303、304が形成された端部側未展開コイル間渡り線を、内側コイル100及び外側コイル200のための端部側未展開のU字導体をステータコアのスロットに嵌挿する前又は後又は同時にステータコアのスロットに挿入することができる。
(Explanation of how to expand the inter-coil connecting wire 300)
The inter-coil
その他、コイル間渡り線300の斜行渡り部303、304がまだ形成されていない未展開のコイル間渡り線用導体を、内側コイル用U字導体又は外側コイル用U字導体またはそれら両方と同時に多重回動リングを用いて一斉展開してもよい。ただし、実施形態1,2で示したコイル間渡り線300の頭部渡り部305には予めクランク形状を与えて、周方向渡り部3051、内側の径方向渡り部3052及び外側の径方向渡り部3053を形成しておく。
In addition, the undeveloped inter-coil connecting wire conductor in which the
なお、未展開のコイル間渡り線用導体の展開すべき角度が、未展開の内側コイル用U字導体又は外側コイル用U字導体の展開すべき角度より大きい場合には、多重回動リングを予備的に回動して、未展開のコイル間渡り線用導体を必要角度だけ予備展開しておき、その後、内側コイル用U字導体、外側コイル用U字導体及び予備展開されたコイル間渡り線用導体を一斉展開してもよい。 If the undeveloped angle of the inter-coil connecting wire conductor is larger than the undeveloped inner coil U-shaped conductor or outer coil U-shaped conductor, the multiple rotation ring is used. Preliminary rotation and pre-deployment of undeveloped inter-coil connecting wire conductors by a necessary angle, and then U-conductor for inner coil, U-conductor for outer coil, and pre-deployed inter-coil transition Line conductors may be deployed simultaneously.
既に周知となっているように、多重回動リングを用いた未展開U字導体や未展開のコイル間渡り線用導体(コイル間渡り線用U字導体とも言う)の展開は、これらU字導体の一対の脚部のうち、頭部斜行部や斜行渡り部となるべき部分を除いて多重回動リングのうちの所定のリングの孔にセットし、多重回動リングの各リングを定められた方向へたとえば半磁極ピッチ回動すればよい。この時、頭部先端部や頭部渡り部の部分は、望ましくない変形を防止するため所定の保持部材で保持することが好ましい。この種の多重回動リングによる回動やその時の頭部先端部等の形状保持機構については、たとえば特許文献20等に詳細に記載されているので必要に応じて参照されたい。 As already known, undeveloped U-shaped conductors using multiple rotating rings and undeveloped inter-coil connecting wire conductors (also referred to as inter-coil connecting wire U-shaped conductors) Of the pair of leg portions of the conductor, except for the portion that should become the head skew portion and the skew crossing portion, set in the hole of the predetermined ring of the multiple rotation ring, and each ring of the multiple rotation ring What is necessary is just to rotate a semi-magnetic pole pitch to the defined direction, for example. At this time, it is preferable to hold the head tip portion and the head crossing portion with a predetermined holding member in order to prevent undesirable deformation. The rotation by this type of multiple rotation ring and the shape maintaining mechanism such as the tip of the head at that time are described in detail in, for example, Patent Document 20 and so on, so refer to them as necessary.
x コイル間窪み部
y セグメント間隙間
z セグメント間隙間
C1〜C8 導体収容位置
10 固定子
11 ステータコア
12 ステータコイル
13 頭部側コイルエンド
14 端部側コイルエンド
17 大セグメント
17a 頭部先端部
17b 頭部斜行部
17c 頭部斜行部
17d スロット導体部
17e スロット導体部
18a スロット導体部
21a 端部
22a 端部斜行部
22b 端部斜行部
23a 端部先端部
23b 端部先端部
27 小セグメント
27a 頭部先端部
27b 頭部斜行部
27c 頭部斜行部
27d スロット導体部
27e スロット導体部
28a スロット導体部
31a 端部
32a 端部斜行部
32b 端部斜行部
33a 端部先端部
33b 端部先端部
41a 溶接部
41b 溶接部
50 回転子
51 シャフト
52 ランデル型ポールコア
52a ポールコア
53 界磁コイル
54 スリップリング
56 斜流ファン
57 遠心ファン
58 プーリ
61 フロントハウジング
62 リアハウジング
65 整流器
100 内側コイル
200 外側コイル
300 コイル間渡り線
301 スロット導体部
302 スロット導体部
303 斜行渡り部
304 斜行渡り部
305 頭部渡り部
3051 周方向渡り部
3052 内側の径方向渡り部
3053 外側の径方向渡り部
x Indentation between coils
y Inter-segment gap
z Inter-segment gap C1 to C8
Claims (5)
前記内側コイル及び外側コイルの頭部側コイルエンドは、前記U字導体の頭部先端部と、この頭部先端部の両端から周方向及び軸方向に対して斜設されて前記スロットに達する一対の頭部斜行部とにより構成される回転電機のステータコイルにおいて、
前記コイル間渡り線は、
前記内側コイルの頭部斜行部と径方向等位置にて周方向及び軸方向に対して斜設されて前記スロットに達する内側の斜行渡り部と、前記外側コイルの頭部斜行部と径方向等位置にて周方向及び軸方向に対して前記内側の斜行渡り部と同方向で且つ対向状態に斜設されて前記スロットに達する外側の斜行渡り部と、これら互いに異なる位置で斜設された内側及び外側の斜行渡り部を周方向に延びて連接する頭部渡り部とを有し、
前記頭部渡り部は、
内側コイルの頭部先端部と外側コイルの頭部先端部との間のコイル間窪み部に収容されて周方向へ延在する周方向渡り部と、
前記周方向渡り部の一端から前記内側コイルの前記頭部先端部の間のセグメント間隙間に収容されて略径内方向へ延在し、前記内側の斜行渡り部に達する前記内側の径方向渡り部と、
前記周方向渡り部の他端から前記外側コイルの前記頭部先端部の間のセグメント間隙間に収容されて略径外方向へ延在し、前記外側の斜行渡り部に達する前記外側の径方向渡り部と、
を有することを特徴とする回転電機のステータコイル。 An inner coil formed by sequentially connecting the ends of a large number of U-shaped conductors for the inner coil inserted from one side in the axial direction to the inner coil conductor housing position of the slot, and one axial direction at the outer coil conductor housing position of the slot A plurality of outer coil U-shaped conductors inserted from the side are sequentially connected to connect an outer coil disposed radially outside the inner coil, and one end of the inner coil and one end of the outer coil are connected. And a connecting wire between the coils
The head side coil ends of the inner coil and the outer coil are a pair of head ends of the U-shaped conductor and a pair that is obliquely provided in the circumferential direction and the axial direction from both ends of the head end portion and reaches the slot. In the stator coil of the rotating electrical machine constituted by the head skew portion of
The connecting wire between the coils is
An inner skew crossing portion that is obliquely arranged in the circumferential direction and the axial direction at the same position in the radial direction as the head skew portion of the inner coil and that reaches the slot, and the head skew portion of the outer coil At the same position in the radial direction and in the circumferential direction and the axial direction in the same direction as the inner oblique crossing portion and in an opposing state, the outer oblique crossing portion reaching the slot and at different positions from each other. A head transition part extending in the circumferential direction and connected to the oblique and inner oblique transition parts provided obliquely;
The head crossing part is
A circumferential crossover portion that is accommodated in a recess between the coils between the head tip of the inner coil and the head tip of the outer coil and extends in the circumferential direction;
The inner radial direction that is accommodated in the segment gap between the head end portion of the inner coil from one end of the circumferential crossover portion and extends substantially inwardly in the radial direction and reaches the inner oblique crossover portion. A crossover,
The outer diameter that is accommodated in the segment gap between the head end of the outer coil from the other end of the circumferential crossing portion and extends substantially radially outward and reaches the outer skew crossing portion. A direction crossing section,
A stator coil for a rotating electrical machine, comprising:
前記径方向渡り部及び周方向渡り部は、前記内側コイル用U字導体及び外側コイル用U字導体の頭部先端部よりも軸方向に突出しない位置に配置される回転電機のステータコイル。 In the stator coil of the rotating electrical machine according to claim 1 ,
The radial crossover portion and the circumferential crossover portion are stator coils of a rotating electrical machine that are disposed at positions that do not protrude in the axial direction from the head end portions of the inner coil U-shaped conductor and the outer coil U-shaped conductor.
前記周方向渡り部は、軸方向へ平坦な一対の側面を有する平角線からなる回転電機のステータコイル。 In the stator coil of the rotating electrical machine according to claim 1 ,
The circumferential transition portion is a stator coil of a rotating electrical machine that is formed of a flat wire having a pair of side surfaces that are flat in the axial direction.
前記U字導体及び前記コイル間渡り線は、平角線からなり、
前記コイル間渡り線の径方向渡り部と、この径方向渡り部に周方向に隣接する前記U字導体の頭部先端部とは互いに平行に対面する側面をそれぞれ有する回転電機のステータコイル。 In the stator coil of the rotating electrical machine according to claim 3 ,
The U-shaped conductor and the connecting wire between the coils are formed of a flat wire,
A stator coil for a rotating electrical machine, wherein the crossover portion between the coils in the radial direction and the head end portion of the U-shaped conductor adjacent to the radial crossover portion in the circumferential direction respectively have side surfaces facing each other in parallel.
前記一対の斜行渡り部は、隣接する頭部斜行部と同方向に斜行している回転電機のステータコイル。 In the stator coil of the rotating electrical machine according to claim 1 ,
The pair of skew crossing portions is a stator coil of a rotating electrical machine that is skewed in the same direction as an adjacent head skew portion.
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