JP6305203B2 - Stator for rotating electrical machine and method for manufacturing stator - Google Patents
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Description
この発明は、分布巻したコイルを有する回転電機の固定子、固定子コア、及び固定子の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a stator for a rotating electrical machine having distributed coils, a stator core, and a method for manufacturing the stator.
従来、界磁の外周側に電機子が配置されるインナーロータ型の回転電機の固定子において、環状ヨーク部と、一体形成したティース群に分けて構成される固定子コアが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の固定子の製造方法では、固定子は、各ティースの間に複数のスロットが設けられ内周側端部を周方向に結合したティース群にコイルを巻回した後に、これを環状ヨーク部内に軸方向から嵌め込むという工程により製造される。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a stator of an inner rotor type rotating electrical machine in which an armature is disposed on the outer peripheral side of a field, a stator core that is divided into an annular yoke portion and an integrally formed tooth group is known ( For example, see Patent Document 1). In the stator manufacturing method described in Patent Document 1, after the stator is wound around a group of teeth in which a plurality of slots are provided between the teeth and the inner peripheral side ends are coupled in the circumferential direction, Is manufactured by a process of fitting the ring yoke portion into the annular yoke portion from the axial direction.
特許文献1のような回転電機の固定子コアにおいては、分布巻方式のコイルをティース群の外周側からスロット内に挿入する場合、各ティースの径方向に挿入するに連れて、1つのコイルを挿入する2つのスロット間の周方向の間隔が狭くなるため、複数のティースをまたがって設けられるコイルのスロット収納部間の間隔を縮めながら挿入することになる。その結果、コイルエンド部が軸方向に山形に変形して高くなる。また、この時にコイルと固定子コア(ティース群)のエッジの摩擦でコイルの絶縁被膜に傷がつき、絶縁不良を起こしたり、個別のティースに力が集中してティースが変形したりするなどの課題があった。 In a stator core of a rotating electric machine such as Patent Document 1, when a distributed winding type coil is inserted into a slot from the outer peripheral side of a group of teeth, one coil is inserted as the teeth are inserted in the radial direction of each tooth. Since the circumferential interval between the two slots to be inserted becomes narrow, insertion is performed while reducing the interval between the slot accommodating portions of the coils provided across the plurality of teeth. As a result, the coil end portion is deformed and raised in a mountain shape in the axial direction. Also, at this time, the friction between the coil and the stator core (tooth group) could damage the coil insulation film, resulting in poor insulation, or the force concentrated on individual teeth and the teeth could be deformed. There was a problem.
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、組立性に優れ、高効率、高出力を発揮できる回転電機の固定子、固定子コア、固定子の製造方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and to obtain a stator of a rotating electrical machine, a stator core, and a method of manufacturing a stator that are excellent in assemblability, exhibit high efficiency and high output. With the goal.
この発明に係る、回転電機の固定子は、
環状に等間隔に配置された複数の内側ティースおよび複数の前記内側ティースの内周側先端部を周方向に連結する環状の連結部からなる内周側コアと、
環状に等間隔に配置され、前記内側ティースの数と同数の外側ティースおよび全ての前記外側ティースの外周側端部を周方向に連結する環状のバックヨーク部からなる外周側コアと、
前記内周側コアと前記外周側コアに囲まれて形成されるスロット内に、前記内側ティースと前記外側ティースが結合部で結合されたティースを複数個跨いで収納される複数のコイルを備え、
前記コイルは、前記スロット内に収納される一方の部分である第一スロット収納部と前記スロット内に収納される他方の部分である第二スロット収納部とを備え、
1つの前記スロット内には、内側に1つの前記コイルの前記第一スロット収納部が収納され、外側に他の前記コイルの前記第二スロット収納部が収納され、
少なくとも前記第一スロット収納部は、前記スロット内の前記内側ティースの間に形成される内側スロット内に収納され、
前記第二スロット収納部は、前記外側ティース間に形成される外側スロット内に収納されているものである。
The stator of the rotating electrical machine according to the present invention is:
A plurality of inner teeth arranged at equal intervals in an annular shape, and an inner peripheral side core comprising an annular connecting portion that connects the inner peripheral side tips of the plurality of inner teeth in the circumferential direction;
An outer peripheral side core that is annularly arranged at equal intervals, and is composed of the same number of outer teeth as the inner teeth, and an annular back yoke portion that connects the outer peripheral end portions of all the outer teeth in the circumferential direction;
In a slot formed by being surrounded by the inner peripheral core and the outer peripheral core, the inner teeth and the outer teeth are provided with a plurality of coils that are accommodated across a plurality of teeth coupled by a coupling portion,
The coil includes a first slot housing portion that is one portion housed in the slot and a second slot housing portion that is the other portion housed in the slot;
In one of the slots, the first slot housing part of one of the coils is housed inside, and the second slot housing part of the other coil is housed outside.
At least the first slot accommodating portion is accommodated in an inner slot formed between the inner teeth in the slot ,
The second slot accommodating portion is accommodated in an outer slot formed between the outer teeth .
また、この発明に係る固定子の製造方法は、
コイルを分布巻された固定子の製造方法であって、
環状に等間隔に配置された複数の内側ティースおよび複数の前記内側ティースの内周側先端部を周方向に連結する環状の連結部からなる内周側コアの外周側に、予め巻回されたコイルを配置するコイル配置工程と、
前記コイルを径方向に平行移動して、前記コイルが備える2つのスロット収納部の内の第一スロット収納部を前記内側ティース間に形成される内側スロット内に完全に収納し、第二スロット収納部を、他の内側スロット内に収納された他の第一スロット収納部の外周側に並べるコイル収納工程と、
環状に等間隔に配置され、前記内側ティースの数と同数の外側ティースおよび全ての前記外側ティースの外周側端部を周方向に連結する環状のバックヨーク部からなる外周側コアを、前記内周側コアに対して前記内側ティースと前記外側ティースが結合するように軸方向から圧入し、前記第二スロット収納部の少なくとも一部を前記外側ティース間に形成される外側スロット内に収納する外周側コア圧入工程と、
各前記コイルの端部同士を接合するコイル接合工程とを備えたものである。
In addition, the method for manufacturing the stator according to the present invention includes:
A method of manufacturing a stator in which coils are distributedly wound,
A plurality of inner teeth arranged at equal intervals in an annular shape and the outer peripheral side of an inner peripheral core composed of an annular connecting portion that connects the inner peripheral side tip portions of the plurality of inner teeth in the circumferential direction were wound in advance. A coil placement process for placing the coil;
The coil is moved in parallel in the radial direction, and the first slot storage portion of the two slot storage portions provided in the coil is completely stored in the inner slot formed between the inner teeth, and the second slot storage. Coil storage step of arranging the parts on the outer peripheral side of the other first slot storage unit stored in the other inner slot;
An outer peripheral side core that is annularly arranged at equal intervals and includes an outer tooth having the same number as the inner teeth and an annular back yoke portion that connects the outer peripheral end portions of all the outer teeth in the circumferential direction. An outer peripheral side in which the inner teeth and the outer teeth are press-fitted in the axial direction so as to be coupled to the side core, and at least a part of the second slot accommodating portion is accommodated in an outer slot formed between the outer teeth. Core press-in process,
A coil joining step for joining the ends of the coils.
この発明に係る回転電機の固定子によれば、
ティース部が、バックヨーク部に接続された外側ティースと、内周側先端部を周方向に連結する環状の連結部に接続された内側ティースとに分割されているので、コイルのスロットへの挿入時にコイルを押圧する力を抑制できる。また、外周側からのコイルの挿入時に、2つのスロット収納部間の間隔が縮む量を小さくできるので、コイルエンド部が軸方向に高くなることを抑制でき、コイルエンド部を小さくできる。また、ティースとコイルにかかる力を低減できる。これらにより、回転電機の固定子の絶縁性や信頼性を向上できる。
According to the stator of the rotating electric machine according to the present invention,
The tooth portion is divided into an outer tooth connected to the back yoke portion and an inner tooth connected to an annular connecting portion for connecting the inner peripheral side distal end portion in the circumferential direction. The force that sometimes presses the coil can be suppressed. Further, when the coil is inserted from the outer peripheral side, the amount by which the interval between the two slot storage portions shrinks can be reduced, so that the coil end portion can be suppressed from increasing in the axial direction, and the coil end portion can be reduced. Further, the force applied to the teeth and the coil can be reduced. As a result, the insulation and reliability of the stator of the rotating electrical machine can be improved.
この発明に係る固定子の製造方法によれば、
径方向に平行移動して、前記コイルが備える2つのスロット収納部の内の第一スロット収納部を前記内側ティース間に形成される内側スロット内に完全に収納すると同時に、第二スロット収納部を、他の内側スロット内に収納された他の第一スロット収納部の外周側に並べるコイル収納工程を備えるので、
外周側からのコイルの挿入時に、2つのスロット収納部間の間隔が縮む量を小さくできる。これにより、コイルエンド部が軸方向に高くなることを抑制でき、コイルエンド部を小さくできる。また、ティースとコイルにかかる力を低減できる。これらにより、回転電機の固定子の絶縁性や信頼性を向上できる。
According to the stator manufacturing method of the present invention,
The first slot accommodating portion of the two slot accommodating portions provided in the coil is completely accommodated in the inner slot formed between the inner teeth, and the second slot accommodating portion is simultaneously moved in the radial direction. Since the coil storing step is arranged on the outer peripheral side of the other first slot storage portion stored in the other inner slot,
When the coil is inserted from the outer peripheral side, the amount by which the interval between the two slot storage portions shrinks can be reduced. Thereby, it can suppress that a coil end part becomes high in an axial direction, and a coil end part can be made small. Further, the force applied to the teeth and the coil can be reduced. As a result, the insulation and reliability of the stator of the rotating electrical machine can be improved.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1に係る、回転電機の固定子、固定子コア、固定子の製造方法を、図を用いて説明する。
なお、本明細書中で「内側」、「内周側」、「外側」、「外周側」、「周方向」、「軸方向」、「径方向」という場合は、特に断らない限り、回転電機の固定子の「内側」、「内周側」、「外側」、「外周側」、「周方向」、「軸方向」、「径方向」をいうものとする。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a stator for a rotating electrical machine, a stator core, and a method for manufacturing the stator according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this specification, “inner side”, “inner side”, “outer side”, “outer side”, “circumferential direction”, “axial direction”, and “radial direction” are used unless otherwise specified. The “inner side”, “inner side”, “outer side”, “outer side”, “circumferential direction”, “axial direction”, and “radial direction” of the stator of the electric machine shall be used.
図1は、固定子100の斜視図である。但し、各スロットに挿入した亀甲コイル11の端部同士は未だ接続されていない。
図2は、固定子100の固定子コア2の斜視図である。
図3は、固定子コア2の上面図である。
図4は、外周側コア2bの上面図である。
図5は、内周側コア2aの上面図である。
図6は、固定子コア2の要部上面図である。
図1〜図6に示すように、固定子100は、周方向に隣り合うティース21間に形成された複数のスロット5を有する円環状の固定子コア2と、スロット5内に挿入され、固定子コア2に巻回される三相(U相、V相、W相)Y結線の固定子コイル群10を2組備えている。
FIG. 1 is a perspective view of the
FIG. 2 is a perspective view of the
FIG. 3 is a top view of the
FIG. 4 is a top view of the
FIG. 5 is a top view of the inner
FIG. 6 is a top view of the main part of the
As shown in FIGS. 1 to 6, the
固定子コア2は、図3〜図6に示すように、内周側コア2aと外周側コア2bから構成され、内周側コア2aは周方向に略一定間隔で複数配置される内側ティース21aおよび、内側ティース21aの内周部を連結する環状の連結部22aから構成され、外周側コア2bは周方向に略一定間隔で複数配置される外側ティース21bと外側ティース21bを連結する環状のバックヨーク部22bから構成される。内周側コア2aと外周側コア2bは別部品であり、外周側コア2bを内周側コア2aの外周側に、軸方向に圧入して組み付けることで、連結部22a、隣り合うティース21、バックヨーク部22bにより囲まれたスロット5が形成される。
As shown in FIGS. 3 to 6, the
ティース21は、内周側コア2aの内側ティース21aと、外周側コア2bの外側ティース21bを結合部21cで結合することで構成される。なお、本実施の形態ではスロット5、および、ティース21をそれぞれ48個として示しているがこれに限るものではない。
The
図7は、固定子100用の亀甲コイル11の斜視図である。
図8は、図7に示す亀甲コイル11をA−A線で切断した矢視図である。
亀甲コイル11は、導体部と、導体部の表面を被覆する絶縁皮膜とからなる1本の導線3を略六角形状に重ね巻きして構成されている。
FIG. 7 is a perspective view of the
FIG. 8 is an arrow view of the
The
亀甲コイル11は、複数のティース21を跨いで2箇所のスロット5に、それぞれのスロット収納部を挿通して配置することで、ティース21に巻回される。ここで、一方のスロット5に挿通されるスロット収納部(図7の紙面左側)を第一スロット収納部11b1、他方のスロット5に挿通されるスロット収納部(図7の紙面右側)を第二スロット収納部11b2と定義する。スロット収納部11b1、11b2は、それぞれ2本の導線3で構成される。
The
また、亀甲コイル11は、周方向両側のスロット収納部11b1、11b2の端部同士をコイル結線11a1、11a2が存在する側で連結するコイルエンド部11cと、コイル結線11a1、11a2が存在しない側で連結するコイルエンド部11dとを有する。したがって、コイルエンド部11cは、1本の導線3からなり、コイルエンド部11dは、2本の導線3からなる。
固定子コイル群10は、複数の亀甲コイル11のコイル結線11a1、11a2を溶接して接続することにより構成されている。
Further, the
The
コイルエンド部11cにより周方向に両側のスロット収納部11b1、11b2同士を連結するには、2つのスロット5内での径方向の位置の異なる導線3同士を連結する必要がある。したがって、2つのスロット5内での径方向の位置の差を調整するレーンチェンジ部11c1、11d1をコイルエンド部11c、11dに設けている。
In order to connect the slot accommodating portions 11b1 and 11b2 on both sides in the circumferential direction by the
次に、本実施の形態1に係る固定子100の組み立て方法について図9〜図14を用いて説明する。
図9は、この発明の実施の形態1に係る固定子100の要部断面図である。
図10は、この発明の実施の形態1に係る固定子100の亀甲コイル11の挿入方法を示す図である。亀甲コイル11のスロット5内への挿入は、複数の亀甲コイル11を全て同時に行うが、説明を簡単にするために、図10では亀甲コイル11を3つだけ描いている。
Next, a method for assembling the
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of
FIG. 10 is a diagram showing a method of inserting the
また、図10は、内周側コア2aに亀甲コイル11を挿入する手順を示しており、外周側コア2bは未だ嵌合されていない。また、同一ハッチングを施したスロット収納部11b1、11b2が同一の亀甲コイル11の2つのスロット収納部である。また、外周を破線で描いたスロット収納部11b1、11b2は、亀甲コイル11を内周側コア2aに挿入するために準備して配置している状態を示している(コイル配置工程)。
FIG. 10 shows a procedure for inserting the
固定子コア2は、図9に示すように、ティース21の径方向の中間部で内周側コア2aと外周側コア2bに分割されており、したがってティース21は、内周側コア2a側の内側ティース21aと外周側コア2b側の外側ティース21bに分割されている。内側ティース21aと外側ティース21bの結合部21cの最内周側の位置Pは、1つのスロット5内に納められる4本の導線3の内、内側から2本目の導線3と3本目の導線3の境界位置となる。また、結合部21cは、組み立て性と、固定子コア2の剛性を考慮して、軸方向に垂直な断面が外周側に尖ったV字形状としている。
As shown in FIG. 9, the
1つのスロット5内には、2つの亀甲コイル11の一方のスロット収納部11b1と他方のスロット収納部11b2が納められていて、図9、図10に示すように、1つのスロット5のうち、内周側コア2a内に形成されるスロット5a(内側スロット)には、一方のスロット収納部11b1(導線3が2本分)が収納され、外周側コア2b内に形成されるスロット5b(外側スロット)には、後に他方の亀甲コイル11のスロット収納部11b2(導線3が2本分)が収納される。但し、図10の状態ではまだ、外周側コア2bは取り付けられていない。
In one
図10の矢印C、Dは、各亀甲コイル11のスロット収納部11b1、11b2を内周側コア2aのスロット5aに収納する方向と移動量(ベクトル)を示す。
図に示すように、全ての亀甲コイル11を同時に、一方のスロット収納部11b1の2本の導線3が固定子100の径方向に真っ直ぐに積み重なる状態で、径方向内側に向かって、内周側コア2aの外周側からスロット5a内に平行移動させる(コイル収納工程)。このようにして、スロット収納部11b1が完全にスロット5a内に収納された時、もう一方のスロット収納部11b2は、内側ティース21aを5個跨いだスロット5aの入り口に達する。また、このとき、スロット収納部11b2の内側のスロット5a内には、別の亀甲コイル11のスロット収納部11b1が既に挿入されている。
Arrows C and D in FIG. 10 indicate the direction and amount of movement (vector) in which the slot accommodating portions 11b1 and 11b2 of each
As shown in the drawing, all the turtle shell coils 11 are simultaneously connected to the inner circumferential side toward the radially inner side in a state where the two conductors 3 of one slot housing portion 11b1 are stacked straight in the radial direction of the
図11は、全ての亀甲コイル11を内周側コア2aに挿入した状態を示す上面図である。
スロット収納部11b2は、内周側コア2aのスロット5a内に収納された他の亀甲コイル11のスロット収納部11b1の外周側にスライドしながら覆い被さるので、先にスロット5aに収納されるスロット収納部11b1と、外側に配置される他の亀甲コイル11のスロット収納部11b2が干渉することは殆どない。厳密に言うと、スロット収納部11b2が図10に示す矢印C方向に移動するとき、矢印D方向に移動する他の亀甲コイル11のスロット収納部11b1と若干交錯する。しかし、外周側に重なるスロット収納部11b2の移動を若干遅らせるだけで、両者の衝突を防止できる。各亀甲コイル11が所定の位置に配置された状態では、スロット収納部11b1、11b2のいずれにも外的な力はかからない。
FIG. 11 is a top view showing a state where all the turtle shell coils 11 are inserted into the inner
The slot storage portion 11b2 covers and slides on the outer peripheral side of the slot storage portion 11b1 of the other
全ての亀甲コイル11を図11に示すように配置したら、外周側コア2bを内周側コア2aの外周側に圧入する(外周側コア圧入工程)。なお、図示しないが、スロット収納部11b1を挿入する前に、内周側コア2aには内側ティース21aと連結部22aの周縁部を覆うように、また、外周側コア2bには、外側ティース21bとバックヨーク部22bの周縁部を覆うように絶縁紙を挿入して配置しており、スロット収納部11b1と内周側コア2aの間及び、スロット収納部11b2と外周側コア2bの間の絶縁性を確保している。なお、絶縁紙は、スロット収納部11b1、11b2に先に巻きつけておいてから亀甲コイル11を内周側コア2a、外周側コア2bに挿入する方式を採用しても良い。
When all the turtle shell coils 11 are arranged as shown in FIG. 11, the outer
その後、亀甲コイル11のコイル結線11a1、11a2同士を、例えばTIG溶接、抵抗溶接等にて接合する。コイル結線11a1、11a2同士の接合部は、コイル結線11a1、11a2を2本、1箇所に集めて接合して構成する。ただし、中性点は、UVWの3点を接続する必要があるため、コイル結線11a1、11a2を3本、1箇所に集めて接合する(コイル接合工程)。
Thereafter, the coil connections 11a1 and 11a2 of the
また、電源、インバータ等、他のデバイスと接続するコイル結線11a1、11a2については、他のデバイスと接続させるための仲介部品(端子等)を別途接合するか、もしくは、この段階では何もせず、次工程に進む。 In addition, for the coil connections 11a1 and 11a2 connected to other devices such as a power source and an inverter, an intermediary part (terminal etc.) for connecting to other devices is separately joined, or nothing is done at this stage. Proceed to the next step.
なお、本実施の形態では、コイル結線11a1、11a2の接合を、図1のようにコイルエンド部を成形し、位置合わせした後で接合する方法を採用しているが、例えば、樹脂にターミナルをインサート、もしくは、アウトサートした中継部品を介して結合しても良い。これにより、コイル結線11a1、11a2の位置調整作業が不要となるため、固定子の組立工程が単純化され、固定子コイル群10の組立性が向上する。
In the present embodiment, the coil connections 11a1 and 11a2 are joined by molding and aligning the coil end portions as shown in FIG. 1. However, for example, a terminal is attached to the resin. You may couple | bond via an insert or an outsert relay part. This eliminates the need to adjust the positions of the coil connections 11a1 and 11a2, thereby simplifying the assembly process of the stator and improving the assembly of the
本実施の形態で使用する亀甲コイル11のスロット5への収納状態について比較例を用いて更に詳細に説明する。
図12は、本実施の形態の亀甲コイル11の比較例としての亀甲コイル13の正面図である。
図13は、亀甲コイル13を固定子コア2に装着すると想定した場合の固定子113の要部上面模式図である。
図14は、本実施の形態の亀甲コイル11がスロット5に収納された状態での固定子100の要部上面模式図である。
図15は、図14をB−B線で切断した矢視図である。
図13では説明の便宜上、亀甲コイル13をそれぞれ2つ描いているが、このような状態で全てのスロット5内に亀甲コイル13のスロット収納部13b1、13b2が1つずつ収納されている。図14の亀甲コイル11についても同様である。
The storage state of the
FIG. 12 is a front view of a
FIG. 13 is a schematic top view of the main part of the
FIG. 14 is a schematic top view of an essential part of the
15 is an arrow view of FIG. 14 cut along line BB.
In FIG. 13, two turtle shell coils 13 are drawn for convenience of explanation. In this state, the slot storage portions 13 b 1 and 13 b 2 of the
ところで、先述したような組立工程で固定子100を製造する場合、内周側コア2aに亀甲コイル11を装着し、内周側コア2aに対して外周側コア2bを、結線側(図1、上側)のコイル結線11a1、11a2側から軸方向に圧入する。
By the way, when manufacturing the
比較例の亀甲コイル13は、スロット収納部13b1、13b2がそのまま軸方向に真っ直ぐに延び出した形状である。この場合、図13に示すように亀甲コイル13のコイルエンド部13cが内側ティース21aと外側ティース21bの結合部21cの軸方向の延長上に被さって干渉し、外周側コア2bを結線側から軸方向に向かって内周側コア2aに圧入することができない。
The
そこで本実施の形態では、図14、図15に示すように、スロット5に配置された2つの亀甲コイル11の各2本、合計4本の導線3の内の内側から3本の導線3に屈曲部16を設ける。すなわち、上記3本の導線3が固定子コア2のスロット5の軸方向端部から延出した部分を内周側に曲げ加工した屈曲部16(図15、丸印部分)を設けている。コイル結線11a1(結線部)とコイルエンド部11cの一部をこのように構成することで、図14に示すように、固定子100を軸方向から見た時に、コイルエンド部11c及びコイル結線11a1が重ならず、外周側コア2bの内周側コア2aへの圧入時に外側ティース21bが亀甲コイル11と干渉しない。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, two of the two
本実施の形態に係る、回転電機の固定子、固定子コア、固定子の製造方法によれば、亀甲コイル11を内周側コア2aに挿入する工程において、亀甲コイル11をスロット5内に加圧して押し込む必要が無い。これにより、亀甲コイル11の変形がないため、亀甲コイル11の品質、絶縁性が向上する。また亀甲コイル11のスロット5内への挿入時に内側ティース21aの側面にかかる荷重がないため、内側ティース21aの変形を防ぐことができ、固定子100の組立性が向上する。
According to the stator of the rotating electrical machine, the stator core, and the stator manufacturing method according to the present embodiment, in the step of inserting the
図19は、亀甲コイル11をスロット5内に外周側から圧入したと想定した場合のコイルエンド部11cの高さの変化を示す図である。圧入により2つのスロット収納部11b1、11b2の間の間隔を縮めながら亀甲コイル11を装着すると、コイルエンド部11cの高さが軸方向に高くなることが分かる。しかし、本実施の形態では、2つのスロット5内にスロット収納部11b1、11b2の間隔を縮めながら収納しないために、スロット5内に収納後の亀甲コイル11のコイルエンド部11cが軸方向に高くなることはない。
FIG. 19 is a diagram showing a change in the height of the
なお、亀甲コイル11の第一スロット収納部11b1、および第二スロット収納部11b2は、それぞれ2本の導線3で構成していたが、本数はこれに限られるものではなく、また、各スロット収納部を構成する導線3の本数が異なっていても問題はない。例えば、スロット収納部11b1、11b2の導線3の数をN本(Nは2以上の偶数)とし、内側からN/2本目と(N/2)+1本目の間に結合部21cを設ければ良い。
The first slot storage portion 11b1 and the second slot storage portion 11b2 of the
また、本実施の形態では図示しなかったが、回転子の極数を8極とすることで、固定子100の毎極毎相スロット数を2(=48÷(8×3))とできる。これにより固定子100を用いる回転電機を2重化されたインバータ(図示せず)で駆動することができる。回転電機を2重系で駆動することで、各相の位相をずらして高調波の次数を高くすることによりリップル電流を下げることができる。また、回転電機を駆動制御する独立した2つの駆動回路(インバータ)を用いることにより、回転電機の冗長性を得ることができる。
Although not shown in the present embodiment, the number of slots per phase of the
また、固定子100のスロット5の数を48として示したが、スロット数はこれに限定されるものではない。さらに、各スロット5に挿入する亀甲コイル11の数をスロット5と同数としたが、これに限定されるものではなく、例えばスロット5の数のn倍の亀甲コイル11を挿入しても問題はない。また、本実施の形態に係る内側ティース21aと外側ティース21bの結合部21cの形状は、軸方向に垂直な断面がV字型となるものにしたが、形状はこれに限定されるものではない。例えば、凹部と凸部を組み合わせた形状であればどのような形状でも良い。
Further, although the number of
実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2に係る、回転電機の固定子、固定子コア、固定子の製造方法を、図を用いて実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図16は、本実施の形態に係る固定子200の要部断面図である。
図17は、亀甲コイル211がスロット205に収納された状態での固定子200の要部上面模式図である。図17では、全ての亀甲コイル211は描写していない。
固定子コア202は、内周側コア202aの内側ティース221aと、外周側コア202bの外側ティース221bの結合部221cおよび結合部221cの最内周側の位置P2の構成が実施の形態1の固定子コア2と異なる。
Hereinafter, a stator for a rotating electrical machine, a stator core, and a method for manufacturing the stator according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on portions different from the first embodiment.
FIG. 16 is a cross-sectional view of a main part of
FIG. 17 is a schematic top view of the main part of the
In the stator core 202, the configuration of the
本実施の形態では、図に示すように結合部221cの最内周側の位置P2を、同一のスロット205内に配置される2つの亀甲コイル211の合計4本の導線3のうち、内周側から3本目の導線3と4本目の導線3の間に設定している。従って、内側ティース221aの径方向の長さは、外側ティース221bの径方向の長さより長い。
In the present embodiment, as shown in the figure, the innermost circumferential position P2 of the
本実施の形態の固定子200のステータの組立方法では、実施の形態1に比べて全ての亀甲コイル11を配置した後に外周側から内周側に亀甲コイル11を加圧して挿入する工程が必要となる。しかし、特許文献1のように、ティース部全てを環状ヨーク部に圧入する構成に比べれば、亀甲コイル11の圧入に必要な押圧力は小さくて済む。また、亀甲コイル211の2つのスロット収納部211b1、211b2を各スロット205へ圧入する前後における2つのスロット収納部211b1、211b2間の間隔の縮小は、ティースを分割せずに1つの亀甲コイルを圧入する場合に比べれば小さいので、コイルの変形と、それに伴うコイルエンド部の高さの増加、ティースの変形を小さくすることができる。
In the method of assembling the stator of the
次に、外周側コア202bの圧入について図を用いて説明する。
外周側コア202bは、実施の形態1と同様に、結線側から軸方向に内周側コア202aに圧入される。図17に示すように内側ティース221aと外側ティース221bの結合部221cを内周側から3本目の導線3と4本面の導線3の間に設ければ、実施の形態1と異なり、コイルエンド部211cとコイル結線211a1を内周側に傾斜させる加工をしなくてもコイルエンド部211cとティース221の結合部221cが、外周側コア202bの軸方向からの圧入時に干渉することはない。
Next, the press-fitting of the outer
As in the first embodiment, the outer
本実施の形態に係る、回転電機の固定子、固定子コア、固定子の製造方法によれば、亀甲コイル211の変形やコイルエンド部211cの高さの増加、ティース221の変形を抑制することが可能である。また、実施の形態1のようにコイルエンド部211cが外周側コア2bの圧入時に外側ティース221bと干渉することを防止するために、コイルエンド部211cを内周側に曲げ加工する必要がなく、コイルエンド部211cを小さくすることができる。
According to the stator of the rotating electrical machine, the stator core, and the stator manufacturing method according to the present embodiment, the deformation of the
実施の形態3.
以下、この発明の実施の形態3に係る、回転電機の固定子、固定子コア、固定子の製造方法を、図を用いて実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図18は、本実施の形態に係る固定子300の要部断面図である。
本実施の形態では、固定子コア302のスロット305内には導線3が8本配置される。また、使用する亀甲コイル311は、スロット305内に挿通して配置されるスロット収納部311b1、311b2を備える。スロット収納部311b1、311b2は、それぞれ4本の導線3で構成される。
Embodiment 3 FIG.
Hereinafter, a stator for a rotating electrical machine, a stator core, and a method for manufacturing a stator according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on portions different from the first embodiment.
FIG. 18 is a cross-sectional view of a main part of stator 300 according to the present embodiment.
In the present embodiment, eight conductors 3 are arranged in the slot 305 of the stator core 302. Further, the
内周側コア302aの内側ティース321aと、外周側コア302bの外側ティース321bの結合部321cの最内周側の位置P3は、6本目の導線3の径方向中央部分にあり、実施の形態1、2で採用した位置とは異なる位置にある。このような固定子コア302においても、実施の形態1の図15と同様に、亀甲コイルのコイルエンド部が外側ティース321bと内側ティース321aの結合部321cの軸方向の延長上に被さって干渉しないように、固定子コア302のスロット305の軸方向端部から延出した導線3を内周側に曲げ加工した屈曲部を設けることにより亀甲コイル311の外周側からの圧入量を減らすことができる。
A position P3 on the innermost peripheral side of the coupling portion 321c of the inner teeth 321a of the inner peripheral side core 302a and the outer teeth 321b of the outer peripheral side core 302b is at the radial center portion of the sixth conductor 3, and Embodiment 1 2 is in a position different from the position adopted in FIG. Also in such a stator core 302, as in FIG. 15 of the first embodiment, the coil end portion of the tortoiseshell coil covers the axial extension of the coupling portion 321c of the outer teeth 321b and the inner teeth 321a and does not interfere. Thus, the amount of press-fitting from the outer peripheral side of the
本実施の形態3に係る、回転電機の固定子、固定子コア、固定子の製造方法であっても従来例よりもコイルの変形やコイルエンド部の高さの増加、ティースの変形を抑制することが可能である。なお、本実施の形態ではティース321の結合部321cの最内周側の位置P3を内側から6本目の中央位置としたが、これに限るものではない。 Even in the stator, stator core, and stator manufacturing method according to the third embodiment, the deformation of the coil, the increase in the height of the coil end portion, and the deformation of the teeth are suppressed as compared with the conventional example. It is possible. In the present embodiment, the innermost peripheral position P3 of the coupling portion 321c of the teeth 321 is the sixth central position from the inside, but the present invention is not limited to this.
尚、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that within the scope of the present invention, the embodiments can be freely combined, or the embodiments can be appropriately modified or omitted.
100,113,200,300 固定子、10 固定子コイル群、
11,13,211,311 亀甲コイル、11a1 コイル結線、
11b,11b1,11b2,13b1,311b1 スロット収納部、
11c,13c,11d,211c,311c コイルエンド部、
11c1 レーンチェンジ部、16 屈曲部、2,202,302 固定子コア、
2a,202a,302a 内周側コア、2b,202b,302b 外周側コア、
21,221 ティース、21a,221a,321a 内側ティース、
21b,221b,321b 外側ティース、21c,221c,321c 結合部、
22a 連結部、22b バックヨーク部、3 導線、
5,5a,5b,205,305 スロット、C,D 矢印、P,P2,P3 位置。
100, 113, 200, 300 Stator, 10 Stator coil group,
11, 13, 211, 311 Tortoise shell coil, 11a1 coil connection,
11b, 11b1, 11b2, 13b1, 311b1 slot storage portion,
11c, 13c, 11d, 211c, 311c coil end portion,
11c1 Lane change part, 16 bent part, 2,202,302 stator core,
2a, 202a, 302a inner peripheral side core, 2b, 202b, 302b outer peripheral side core,
21,221 teeth, 21a, 221a, 321a Inner teeth,
21b, 221b, 321b outer teeth, 21c, 221c, 321c joint,
22a connecting part, 22b back yoke part, 3 conductor,
5, 5a, 5b, 205, 305 slots, C, D arrows, P, P2, P3 positions.
Claims (7)
環状に等間隔に配置され、前記内側ティースの数と同数の外側ティースおよび全ての前記外側ティースの外周側端部を周方向に連結する環状のバックヨーク部からなる外周側コアと、
前記内周側コアと前記外周側コアに囲まれて形成されるスロット内に、前記内側ティースと前記外側ティースが結合部で結合されたティースを複数個跨いで収納される複数のコイルを備え、
前記コイルは、前記スロット内に収納される一方の部分である第一スロット収納部と前記スロット内に収納される他方の部分である第二スロット収納部とを備え、
1つの前記スロット内には、内側に1つの前記コイルの前記第一スロット収納部が収納され、外側に他の前記コイルの前記第二スロット収納部が収納され、
少なくとも前記第一スロット収納部は、前記スロット内の前記内側ティースの間に形成される内側スロット内に収納され、
前記第二スロット収納部は、前記外側ティース間に形成される外側スロット内に収納されている回転電機の固定子。 A plurality of inner teeth arranged at equal intervals in an annular shape, and an inner peripheral side core comprising an annular connecting portion that connects the inner peripheral side tips of the plurality of inner teeth in the circumferential direction;
An outer peripheral side core that is annularly arranged at equal intervals, and is composed of the same number of outer teeth as the inner teeth, and an annular back yoke portion that connects the outer peripheral end portions of all the outer teeth in the circumferential direction;
In a slot formed by being surrounded by the inner peripheral core and the outer peripheral core, the inner teeth and the outer teeth are provided with a plurality of coils that are accommodated across a plurality of teeth coupled by a coupling portion,
The coil includes a first slot housing portion that is one portion housed in the slot and a second slot housing portion that is the other portion housed in the slot;
In one of the slots, the first slot housing part of one of the coils is housed inside, and the second slot housing part of the other coil is housed outside.
At least the first slot accommodating portion is accommodated in an inner slot formed between the inner teeth in the slot ,
The second slot housing portion is a stator of a rotating electrical machine housed in an outer slot formed between the outer teeth.
前記コイルは、前記スロット内においてN本(Nは2以上の偶数)の導線が、径方向に積み重なり、
前記第一スロット収納部を構成する前記導線と、前記第二スロット収納部を構成する前記導線のうち、前記スロット内から延出した部分を結合したコイルエンド部及び結線部は、前記固定子を軸方向から見た時に前記結合部に重ならない請求項1に記載の回転電機の固定子。 The inner teeth are longer than the outer teeth,
In the coil, N wires (N is an even number of 2 or more) are stacked in the slot in the radial direction,
The coil end part and the connecting part, which join the part extending from the slot among the conducting wire constituting the first slot accommodating part and the conducting wire constituting the second slot accommodating part, stator according to claim 1 which does not overlap the coupling portion when viewed from the axial direction.
環状に等間隔に配置された複数の内側ティースおよび複数の前記内側ティースの内周側先端部を周方向に連結する環状の連結部からなる内周側コアの外周側に、予め巻回されたコイルを配置するコイル配置工程と、
前記コイルを径方向に平行移動して、前記コイルが備える2つのスロット収納部の内の第一スロット収納部を前記内側ティース間に形成される内側スロット内に完全に収納し、第二スロット収納部を、他の内側スロット内に収納された他の第一スロット収納部の外周側に並べるコイル収納工程と、
環状に等間隔に配置され、前記内側ティースの数と同数の外側ティースおよび全ての前記外側ティースの外周側端部を周方向に連結する環状のバックヨーク部からなる外周側コアを、前記内周側コアに対して前記内側ティースと前記外側ティースが結合するように軸方向から圧入し、前記第二スロット収納部の少なくとも一部を前記外側ティース間に形成される外側スロット内に収納する外周側コア圧入工程と、
各前記コイルの端部同士を接合するコイル接合工程とを備えた固定子の製造方法。 A method of manufacturing a stator in which coils are distributedly wound,
A plurality of inner teeth arranged at equal intervals in an annular shape and the outer peripheral side of an inner peripheral core composed of an annular connecting portion that connects the inner peripheral side tip portions of the plurality of inner teeth in the circumferential direction were wound in advance. A coil placement process for placing the coil;
The coil is moved in parallel in the radial direction, and the first slot storage portion of the two slot storage portions provided in the coil is completely stored in the inner slot formed between the inner teeth, and the second slot storage. Coil storage step of arranging the parts on the outer peripheral side of the other first slot storage unit stored in the other inner slot;
An outer peripheral side core that is annularly arranged at equal intervals and includes an outer tooth having the same number as the inner teeth and an annular back yoke portion that connects the outer peripheral end portions of all the outer teeth in the circumferential direction. An outer peripheral side in which the inner teeth and the outer teeth are press-fitted in the axial direction so as to be coupled to the side core, and at least a part of the second slot accommodating portion is accommodated in an outer slot formed between the outer teeth. Core press-in process,
The manufacturing method of the stator provided with the coil joining process which joins the edge parts of each said coil.
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