JP6744059B1 - Stator of rotating electric machine and rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
【課題】少量の含浸材の塗布で、容易に導体セグメント全体へ浸透させることができ、固定子鉄心の共振振動を防止することができると同時に、捻り工程において、導体セグメントの曲げを容易とし、コイルエンド部を小さくすることができる。【解決手段】周方向に配列された複数のスロットを有する円筒状の固定子鉄心と、スロットに挿入され、固定子鉄心の軸方向に、固定子鉄心の一端側及び他端側から延びる2つの突出部を有し、固定子鉄心の径方向に配列された複数の導体セグメントと、を備え、導体セグメントの突出部に塗布された含浸材により、スロットに挿入された複数の導体セグメントが固定されている回転電機の固定子であって、導体セグメントは、固定子鉄心の一端側から他端側へ向かい連続的に断面積が変化する傾斜部を有し、2つの突出部の断面積の変化は、それぞれに隣接する傾斜部とは異なっていることを特徴とする回転電機の固定子。【選択図】 図9PROBLEM TO BE SOLVED: To easily permeate the whole conductor segment by applying a small amount of an impregnating material, prevent resonance vibration of a stator core, and at the same time, facilitate bending of the conductor segment in a twisting process. The coil end portion can be made smaller. A cylindrical stator core having a plurality of slots arranged in the circumferential direction, and two stator cores inserted in the slots and extending in the axial direction of the stator core from one end side and the other end side of the stator core. A plurality of conductor segments having projections and arranged in the radial direction of the stator core; and a plurality of conductor segments inserted in the slots are fixed by the impregnating material applied to the projections of the conductor segments. In the stator of a rotating electric machine, the conductor segment has an inclined portion whose cross-sectional area continuously changes from one end side to the other end side of the stator core, and the change in cross-sectional area of the two protrusions. Is a stator of a rotating electric machine, characterized in that it is different from the adjacent inclined portions. [Selection diagram]
Description
本願は、回転電機の固定子及びこの固定子を備えた回転電機に関するものである。 The present application relates to a stator of a rotating electric machine and a rotating electric machine including the stator.
車両用交流発電機等の回転電機に用いられる固定子は、円筒状の固定子鉄心の周方向に配列された複数のスロットに、巻装された複数の導体セグメントが挿入された構造をしている。
この固定子は、回転電機の駆動時において、固定子鉄心の共振振動を誘発する場合があり、スロット内にワニス等の含浸材を注入し、固定子鉄心と導体セグメントとを固定することが必要である。
A stator used in a rotary electric machine such as a vehicle AC generator has a structure in which a plurality of wound conductor segments are inserted into a plurality of slots arranged in the circumferential direction of a cylindrical stator core. There is.
This stator may induce resonance vibration of the stator core when the rotating electric machine is driven, and it is necessary to inject an impregnating material such as varnish into the slot to fix the stator core and the conductor segment. Is.
一方、固定子巻線を形成する工程において、導体セグメントのコイルエンド部を捻り、接合位置に移動させる場合、導体セグメントのうち固定子鉄心から突出した部分を把持し捻り加工を行い、導体セグメント同士を接合することが開示されている。 On the other hand, in the process of forming the stator winding, when twisting the coil end part of the conductor segment to move it to the joining position, the part of the conductor segment protruding from the stator core is gripped and twisted to form a conductor segment. Is disclosed.
従来の回転電機の固定子では、固定子鉄心と導体セグメントとを強固に固定して共振振動を防止するため、多量の含浸材が必要であり、また、含浸材の塗布工程において、含浸材が不要な部分にも付着するという問題があった。さらに、コイルエンド部を捻り、接合位置に移動させる際に大きな捻りの力を必要とし、接合位置に移動後にはスプリングバックにより元の位置に戻る力が逆に印加される。コイルエンド部の捻る部分が小さい場合、捻り加工に大きな力を必要とするため、コイルエンド部を小さくすることができないという問題もあった。 In the stator of the conventional rotating electric machine, a large amount of impregnating material is required to firmly fix the stator core and the conductor segment to prevent resonance vibration. There was a problem that it adheres to unnecessary parts. Furthermore, when the coil end portion is twisted and moved to the joining position, a large twisting force is required, and after moving to the joining position, a force to return to the original position by springback is applied in reverse. If the twisted portion of the coil end portion is small, a large force is required for the twisting process, and there is also a problem that the coil end portion cannot be made small.
本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、少量の含浸材の塗布により、導体セグメント全体に確実に浸透させ、固定子鉄心の共振振動を防止し、同時に捻り工程での導体セグメントの曲げを容易とし、コイルエンド部を小さくすることを目的とする。 The present application has been made in order to solve the above problems, and by applying a small amount of impregnating material, the conductor segments are surely permeated to prevent the resonance vibration of the stator core, and at the same time, the twisting process is performed. The purpose of the present invention is to facilitate the bending of the conductor segment and reduce the coil end portion.
本願の回転電機の固定子は、周方向に配列された複数のスロットを有する円筒状の固定子鉄心と、スロットに挿入され、固定子鉄心の軸方向に、固定子鉄心の一端側及び他端側から延びる2つの突出部を有し、固定子鉄心の径方向に配列された複数の導体セグメントと、を備え、導体セグメントの突出部に塗布された含浸材により、スロットに挿入された複数の導体セグメントが固定されている回転電機の固定子であって、導体セグメントは、固定子鉄心の一端側から他端側へ向かい連続的に断面積が変化する傾斜部を有し、2つの突出部の断面積の変化は、それぞれに隣接する傾斜部とは異なっていることを特徴とするものである。 The stator of the rotating electric machine of the present application includes a cylindrical stator core having a plurality of slots arranged in the circumferential direction, and one end and the other end of the stator core inserted in the slots in the axial direction of the stator core. A plurality of conductor segments having two protrusions extending from the side and arranged in the radial direction of the stator core, and a plurality of conductor segments inserted into the slots by the impregnating material applied to the protrusions of the conductor segments. A stator of a rotating electric machine, in which a conductor segment is fixed, wherein the conductor segment has an inclined portion whose cross-sectional area continuously changes from one end side to the other end side of the stator core and has two protruding portions. The change in the cross-sectional area of is different from the slopes adjacent to each other.
本願の回転電機の固定子は、固定子鉄心のスロット内への含浸材の浸透性が高いため、固定子鉄心と導体セグメントを確実に固定して、固定子鉄心の共振振動を防止すると同時に、導体セグメントの捻り工程において、導体セグメントを捻り易くすることでコイルエンド部を小さくすることができる。 Since the stator of the rotating electric machine of the present application has high permeability of the impregnating material into the slots of the stator core, the stator core and the conductor segments are securely fixed, and at the same time the resonance vibration of the stator core is prevented. In the step of twisting the conductor segment, the coil end portion can be made smaller by making the conductor segment easier to twist.
実施の形態の説明及び各図において、同一の符号を付した部分は、同一又は相当する部分を示すものである。 In the description of the embodiments and each of the drawings, the parts denoted by the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
実施の形態1.
図1〜図3を用いて、固定子9の構造を説明する。
図1は、本実施の形態1に係る固定子9を適用した車両用交流発電機100の構造を示す断面図で、図2は固定子9に導体セグメント20が挿入された状態を示す部分斜視図である。図3は、導体セグメント20を挿入する固定子鉄心10のスロット11を示す部分断面図である。
The structure of the
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a
<車両用交流発電機の構造>
図1は回転電機の一つの例である車両用交流発電機100の構造を示す断面図である。車両用交流発電機100は、フロントブラケット1とリアブラケット2で構成されたケース3の中に、回転シャフト4に取付けられた回転子5が配置され、その外周側を覆うように固定子9が取り付けられた構造をしている。
<Vehicle AC generator structure>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a
回転子5は、鉄製の一対のポールコア6、7と、これに巻き付けられた回転子コイル8で構成され、回転子コイル8に電流を流して磁束を発生し、発生した磁束によってポールコア6、7で磁極が形成される。
固定子9は、円筒状の積層鉄心からなる固定子鉄心10と、固定子鉄心10に巻装された固定子巻線13とからなり、固定子巻線13の両端部には、フロント側のコイルエンド部14a及びリア側のコイルエンド部14bが形成されている。
The
The
図2、図3は、固定子9の構造を説明するもので、図2は固定子9の一部を示し、図3は、固定子鉄心10の一部の断面構造を示している。
本実施の形態1の固定子9は、図2及び図3に示されるように、軸方向に延びるスロット11が周方向に一定の間隔で複数形成された円筒状の積層鉄心からなる固定子鉄心10と、固定子鉄心10に巻装された固定子巻線13と、各スロット11内に装着され固定子巻線13及び固定子鉄心10を電気的に絶縁するインシュレータ21とを備えている。
2 and 3 illustrate the structure of the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
そして、スロット11内には、径方向に内周側から外周側に4本ずつ一列に導体セグメント20が配列され、固定子巻線13を形成している。
本実施の形態1では、4本の導体セグメント20のうち、内側の2本及び外周側の2本がそれぞれ接続されている。
In the
In the first embodiment, of the four
接続される2本の導体セグメント20の先端は、固定子鉄心10の端面から突出する部分が相互に接するように捻られて、溶接等によって接合されている。ここでは、固定子鉄心10には、回転子5の磁極数に対応して、後述する3相の固定子巻線13を2組収容することができるよう96本のスロット11が等間隔に形成されている。
The tips of the two
導体セグメント20は、その大部分を占める同じ長さで作られた通常導体セグメントと、出力端子部又は中性点に結線を行うように延長されたリード線部を備えたリード導体セグメントの2種類に分けることができる。
通常導体セグメントは固定子鉄心10内に挿入される部分と、固定子鉄心10から突出する突出部50を有するが、リード導体セグメントは、通常導体セグメントの構成に加え、出力端子部又は中性点に結線を行うために、通常導体セグメントよりも余分に長く延長されたリード線を備えている。
車両用交流発電機で固定子9の構造を説明したが、車両用交流発電機以外にも発電電動機等の回転電機に同様の構造の固定子9を使用することができる。
The
The normal conductor segment has a portion to be inserted into the
Although the structure of the
<固定子の製造工程フロー>
図4に沿って、固定子9の製造工程フローの概要を説明する。
ステップS001
導体セグメント20の製造工程である。
ボビンに巻かれた銅製の導電材30を用いる。断面形状が丸い導電材30の断面を平板状に潰し、端部の絶縁被覆32を剥離する。また、この工程では、溶接による接合が容易な形状とする塑性加工を端部に施す。
この導体セグメントの製造工程は本願の重要な工程であるので、製造工程フロー全体の説明の後に、図5〜図9等を用いて、詳細に説明する。
<Stator manufacturing process flow>
An outline of the manufacturing process flow of the
Step S001
This is a manufacturing process of the
A copper
Since the manufacturing process of this conductor segment is an important process of the present application, it will be described in detail with reference to FIGS.
ステップS002
固定子鉄心10へのインシュレータ挿入工程である。
導体セグメント20を挿入する側のインシュレータ21の端部はラッパ状に形成されており、導体セグメント20の挿入を容易としている。一方、他端は平坦な形状となっている。
インシュレータ21と導体セグメント20の挿入方向は同じであるので、導体セグメント20の挿入時において、固定子鉄心10の軸方向に大きな力が加わった場合でも、固定子鉄心10の端面で止められ、インシュレータ21と導体セグメント20の位置ずれが生じることはない。
Step S002
This is a step of inserting an insulator into the
The end of the
Since the
ステップS003
固定子鉄心10への導体セグメント20の挿入工程である。
固定子鉄心10のスロット11に導体セグメント20を差し込む際には、予めスロット11ごとに挿入される通常導体セグメント及びリード導体セグメントを一定数束ねた後、固定子鉄心10の一端側から差し込んでいく。なお、固定子鉄心10に導体セグメント20を差し込む先端は、切り欠き部が形成されているため、切り欠き部の断面に案内されてインシュレータ21への挿入をスムーズに行うことができる。
Step S003
This is a step of inserting the
When inserting the
スロット11に挿入された導体セグメント20は、スロット11を貫通し、他端側に設置された、次の工程で用いる導体セグメント捻り冶具に設けられた保持部に挿入される。
導体セグメント捻り冶具の保持部に挿入することで、固定子鉄心10の他端側から突出する導体セグメント20の長さを一定とすることができる。
The
By inserting the conductor segment into the holding portion of the twist jig, the length of the
また、導体セグメント20のうちのリード導体セグメントは、後の工程で結線を行う側の反対側からスロット11に挿入する。これにより、挿入後の固定子鉄心10からの突出するリード導体セグメントの長さを、他の通常導体セグメント及びリード導体セグメントと同じにするよう調整することが可能となる。
Further, the lead conductor segment of the
ステップS004
導体セグメント20の捻り工程である。
まず、固定子鉄心10の両端面から突出する導体セグメント20を保持冶具で保持する。一端側にはリード導体セグメントの場合リード部があるため、一端側の導体セグメント20の保持冶具には、リード部を逃がす穴が開いており、リード部は通常導体セグメントと同じ高さで保持される。
Step S004
This is a twisting process of the
First, the
次に保持冶具を回転させて導体セグメント20を捻る。この時スロット11内で隣り合う導体セグメント20は逆方向に捻ることで接続する導体セグメント20の先端同士を隣り合う位置に移動させる。以上の工程で両側の導体セグメント20を捻り、一対の導体セグメント20の端が同じ高さとなった固定子鉄心を、溶接工程に引き渡す。
この導体セグメントの製造工程も本願の重要な工程であるので、製造工程フロー全体の説明の後に、図10等を用いて、詳細に説明する。
Next, the holding jig is rotated to twist the
Since the manufacturing process of this conductor segment is also an important process of the present application, it will be described in detail with reference to FIG.
ステップS005
レーザ溶接機による接合工程である。
前工程までに捻った部分をレーザ溶接機を用いた溶接により接合する。
ここでは、導体セグメント20同士の接合工程について述べる。なお、この方法は複数個の導体セグメント20を用いて、回転コイルを形成するために、異なる導体セグメント20の端部同士を接合するものであり、導体セグメント20の形状及び巻線方法等によって異なる方法を用いる場合もある。
Step S005
This is a joining process using a laser welding machine.
The parts twisted up to the previous step are joined by welding using a laser welding machine.
Here, a process of joining the
接合工程は2つの工程を有する。
第一の工程は、端部位置揃え工程である。
接合対象である2つの導体セグメント20が、導体セグメント20の隣り合う端部の側面同士が接するように保持される。導体セグメント20の端部位置揃え工程では、両端の捻りが完了した固定子9をセットし、円錐状のテーパーピンを用いてスロット11内の導体セグメント20を周方向に移動させることにより導体セグメント20の端部が保持される。なお、接合対象の導体セグメント20は、先端部分からあらかじめ定められた領域の絶縁被覆が除去されている。
The joining process has two steps.
The first step is an edge alignment step.
The two
第二の工程は、2つの隣接した端部に、あらかじめ定められた角度に傾斜させたレーザ光を照射して、導体セグメント20の端部同士を溶接接合するレーザ光照射工程である。ここでは、2つの隣り合う端部の一方を狙ってレーザ光を照射し、その後に、レーザ光をもう片方に移動させる。
このレーザ光照射により、2つの隣り合う端部のうち、レーザ光が照射された一方の一部がまず溶融する。2つの隣り合う端部の間隙は微細であるため、一方の端面の溶融した導体が、他方の端部との間隙を埋めた後、レーザ光を動かす。これにより、レーザ光が照射された一方の端部から、他方の端部にレーザ光が移り、他方の隣り合う端部も溶融し、導体セグメント20の端部同士を溶接することができる。
The second step is a laser light irradiation step of irradiating two adjacent ends with laser light inclined at a predetermined angle to weld and join the ends of the
By this laser light irradiation, one of the two adjacent end portions irradiated with the laser light is first melted. Since the gap between two adjacent end portions is minute, the molten conductor on one end face fills the gap between the other end portion and then moves the laser beam. As a result, the laser light moves from one end irradiated with the laser light to the other end, the other adjacent end melts, and the ends of the
本ステップS005において、接合対象である両端を成形した導体セグメント20は、前工程で捻り機によって捻られた際に、対になる導体セグメント20がほぼ隙間の無い状態に隣接して配置される。また対になる導体セグメント20同士が接する面とは反対の面に銅切り欠き部が形成されているので、溶接時に入熱し易く、溶接不良の低減が期待できる。
このように、導体セグメントの一端側と他端側の両方を溶接する事で、3相の電気回路が構成される。
In this step S005, the
In this manner, by welding both the one end side and the other end side of the conductor segment, a three-phase electric circuit is formed.
ステップS006
リード導体セグメントの配線及び結線工程である。
導体セグメント20の端子間の溶接後、リード導体セグメントの端部が、固定子9からの出力線と、Y結線の中性点又はデルタ結線の相間接続点の所定の位置に配置されるよう成形を行う。
Step S006
This is a wiring and connection process of the lead conductor segment.
After welding between the terminals of the
ステップS007
中性点接合工程である。
複数のリード導体セグメントを溶接等により接続することで導体セグメント集合体である固定子巻線13を形成する。
Step S007
This is a neutral point joining process.
A stator winding 13 which is a conductor segment assembly is formed by connecting a plurality of lead conductor segments by welding or the like.
ステップS008
粉体塗装工程である。
溶接部分の絶縁処理のため、粉体塗装を実施する。
前ステップにおいて溶接した導体セグメント20の端部は導体が露出しており、この工程において、絶縁部材による絶縁処理を併せて行う。
Step S008
It is a powder coating process.
Powder coating is performed to insulate the welded part.
The conductor is exposed at the end portion of the
ステップS009
導体セグメント20への含浸材塗布工程である。
導体セグメント20の耐振動性向上、スロット11内の導体セグメント20の放熱性改善、導体セグメント20間の絶縁性向上のために含浸材73を塗布する。
この含浸材塗布工程も本願の重要な工程であるので、製造工程フロー全体の説明の後に、図11等を用いて詳細に説明する。
Step S009
This is the step of applying the impregnating material to the
An
Since this impregnating material applying step is also an important step of the present application, it will be described in detail with reference to FIG. 11 etc. after the entire manufacturing process flow is described.
<ステップS001:導体セグメント製造工程>
本願の重要な工程である、ステップS001の導体セグメント20の製造工程について説明する。
本工程は、導体セグメント20に用いる銅製の導電材30に、形状、太さ等の加工を行うもので、導体セグメント20に用いる断面丸形状の導電材30を、プレスにより角Rを有する平角状又は角が直角の平角状とし、同時に、太さにも変化を与えるものである。さらに、絶縁被覆32の剥離及び切断加工等も同一工程で行う。
<Step S001: Conductor segment manufacturing process>
The manufacturing process of the
In this step, the
図5は、導体セグメント20の加工に用いる導体セグメント製造装置101の構成図である。また、図6は、この導体セグメント製造装置101に供給される銅製の導電材30の断面形状を示しており、図に示すように、断面丸形状で、外側に絶縁被覆32、内側に導電部31を備えている。図7は、導体セグメント製造装置101の平角成形部34の概略図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a conductor
導体セグメント用の導電材30は、図5の左側から供給され、矢印28の方向へ移動する。
まず、導体セグメント製造装置101の矯正部33において、導電材30をまっすぐに伸ばし、加工に適した形状とする。
次に、平角成形部34において、丸形状の導電材30は平角状に加工される。
The
First, in the
Next, in the
図7に平角成形部34の概略図を示す。供給された導電材30は、紙面の奥側から手前側に向けて送られており、送り経路に対して、矢印38で示したように、上下方向、左右方向から圧力が印加され、丸形状の導電材30を平角状とする。
図7では、角Rを有する平角状とした例で示しているが、角部は直角としても同様の効果を得ることができる。
FIG. 7 shows a schematic view of the
In FIG. 7, an example is shown in which the shape is a rectangular shape having a corner R, but the same effect can be obtained even if the corner is a right angle.
平角状となった導電材30は、導電材送り部35を経て、被覆剥離部36へ送られ、個々の導体セグメント20に切り出された場合に双方の末端部となる位置の絶縁被覆32を剥離する。
最後に導電材切断部37において、決められた切断位置で切断し、導体セグメント製造工程を終了する。
The rectangular
Finally, the conductive
図8は導体セグメント20の成形工程を示す図であり、平角成形部34の送り方向に対し横方向から観察した金型部分の断面図である。平角成形部34は、導電材30を平角状につぶす加工を行い、導体セグメント20を形成するものであり、説明の都合上、導電材30の線径は、長さに対して大きく記載している。
図8において、矢印48は、導電材30の送り方向を示しており、平角成形部34の金型40、41、42の送り方向の長さは、固定子鉄心10の全長と、固定子鉄心10の両端の第一の突出部50aと第二の突出部50bとを合わせた長さとなっている。
FIG. 8 is a view showing the forming process of the
In FIG. 8, an
図8において、1つの導体セグメント20は、2つの破線の間の部分を示しており、成形後、導体セグメント製造装置101の導電材切断部37によって、図8の破線部分を切断して導体セグメント20を得ることができる。
In FIG. 8, one
導体セグメント20は、図中の右側から中央部分へ断面積が連続的に減少する第一の傾斜部61と、左側から中央部分へ断面積が連続的に減少する第二の傾斜部62を有している。さらに、第一の傾斜部61の右側に位置し、第一の傾斜部61とは傾斜の状態が異なる第一の突出部50a、第二の傾斜部62の左側に位置し、第二の傾斜部62とは傾斜の状態が異なる第二の突出部50bを有している。なお、第一の傾斜部61と第一の突出部50aとの間、及び第二の傾斜部62と第二の突出部50bとの間は、傾きが変化する部分であり、変曲部55と呼ぶ。
The
ここで、第一の傾斜部61と第二の傾斜部62を合わせた長さは、固定子鉄心10の一端側から他端側までの長さとほぼ同じ又はそれより少し長く、両端の突出部50a、50bは、導体セグメント20を固定子鉄心10に挿入した場合に、固定子鉄心10の一端側及び他端側から突出した部分となる。
Here, the total length of the first
平角成形部34は、図8に示すように、導体セグメント20の第一の傾斜部61を形成する第一の金型40、第二の傾斜部62を形成する第二の金型41と、第一の突出部50a及び第二の突出部50bを一体として形成する第三の金型42の、3つの金型40、41、42を備えている。
As shown in FIG. 8, the
導体セグメント20の加工において、導電材30を押圧して導体セグメント20を細く加工する部分では、余剰となった銅材を金型から外側へ押し出すことが必要である。
形状によっては、外側に押し出すことが十分にできない場合もあり、平角成形を行った後の導電材30は、端から中央に向けて、設計値より膨らむ場合がある。
In the processing of the
Depending on the shape, it may not be able to be sufficiently pushed out to the outside, and the
導体セグメント製造装置101において、導電材30の平角成形部34で成形を行った後、導電材送り部35において、導電材30が下流方向(図の右方向)へ送られる。
導電材送り部35には、送り経路に沿った走行ステージ上にクランプが配置されており、このクランプに導電材30が固定され、走行ステージの移動に伴って、導電材30が送られる。
In the conductor
In the conductive
導体セグメント製造装置101の被覆剥離部36では、平角状に成形された導電材30を、周方向に配置した2つの剥離部を用いて、被覆剥離を行う。
本実施の形態1では、上で述べたように、図8に示した導電材30の断面積が大きくなった破線部分を導電材切断部37で切断し、中央部分の断面積が小さくなった導体セグメント20を得ることができる。この導体セグメント20の形状は一例であり、中央部分で断面積が大きくなった導体セグメント20、また一端側から他端側へ連続して断面積が増加又は減少する導体セグメント20であっても同様に用いることができる。
In the
In the first embodiment, as described above, the broken line portion in which the cross-sectional area of the
導体セグメント製造装置101で得られた導体セグメント20を図9に示す。図9(a)〜(c)は導体セグメント20の例を示すもので、左右の端の部分が突出部50、51、52であり導体セグメント20の中心部とは、傾きの向き、傾きの大きさ等が異なっている。
FIG. 9 shows the
具体的には、図9(a)の突出部50は、径方向の厚みが変化して、導体セグメント20の先端になるほど断面積が小さくなっている。図9(b)では、周方向の厚みが変化して、先端になるほど断面積が小さくなっている。さらに図9(c)では、切り込み形状が形成されている。このような図9(a)〜(c)に示した突出部50、51、52とすることで、後述する導体セグメント20の捻り工程において、突出部50、51、52を起点として折れ曲がり、固定子鉄心10から突出した導体セグメント20の加工を容易にすることができる。また、突出部50、51、52が短い場合でも、容易に捻り加工をすることができるため、導体セグメント20の突出部50、51、52を捻り、溶接して形成した固定子9のコイルエンド部14a、14bを低くすることができる。
Specifically, the
以下にさらに詳細に図9(a)〜(c)を説明する。
図9(a)は、固定子鉄心10の径方向を図中の上下方向として導体セグメント20を観察したもので、導体セグメント20の固定子鉄心10に挿入される部分のうち、一端側から中央部へ至る第一の傾斜部61では断面積は小さくなり、他端側から中央部へ至る第二の傾斜部62でも断面積が小さくなっている。
固定子鉄心10に挿入した場合に、固定子鉄心10の一端側及び他端側から突出する突出部50では導体セグメント20の端部にかけて径方向の厚みが減少し、断面積が小さくなっており、第一の傾斜部61及び第二の傾斜部62と突出部50との境界である変曲部55で導体セグメント20の傾きが変化している。
9(a) to 9(c) will be described in more detail below.
FIG. 9( a) is an observation of the
When inserted into the
図9(b)は、固定子鉄心10の周方向を図中の上下方向として導体セグメント20を観察したもので、導体セグメント20の固定子鉄心10に挿入される部分のうち、周方向の幅は変化していない。図から見ることはできないが、図9(a)と同様に、固定子鉄心10の径方向では、導体セグメント20の中央部で断面積が小さくなっている。
固定子鉄心10に挿入した場合に、固定子鉄心10の一端側及び他端側から突出する突出部51では導体セグメント20の端部にかけて周方向の厚みが減少し、断面積が小さくなっている。その結果、変曲部55で導体セグメント20の周方向の傾きの状態が変化している。
FIG. 9( b) is an observation of the
When the
図9(c)も、固定子鉄心10の周方向を上下方向として観察したもので、図9(b)と同様に、導体セグメント20の固定子鉄心10に挿入される部分では、周方向の幅は変化していないものの、径方向に観察すると第一の傾斜部と第二の傾斜部では、中央部に向けて断面積が小さくなっている。
固定子鉄心10に挿入した場合に、固定子鉄心10の一端側及び他端側から突出する突出部52の境界である変曲部55に切り込み形状が形成され、周方向の傾きが変化する部分を有する。
FIG. 9C is also an observation in which the circumferential direction of the
A portion in which, when the
本実施の形態1においては、導体セグメント20の固定子鉄心10に挿入された部分で中央部の断面積が小さくなった例を用いて説明したが、上の説明でも述べたように、中央部の断面積が大きくなった導体セグメント20及び、一端側から他端側にかけて単純に断面積が増加又は減少する導体セグメント20であっても同様の効果を得ることができる。
The first embodiment has been described using an example in which the cross-sectional area of the central portion of the
<ステップS004:導体セグメント絞り工程>
図10(a)、(b)に基づき、導体セグメント20の絞り工程について説明する。
固定子鉄心10の他端側から突出した導体セグメント20を、導体セグメント絞り冶具の保持部を介して導体セグメントの突出部50の長さを調整した後、一端側の導体セグメントを一端側の導体セグメント保持冶具で保持する。リード導体セグメントの場合、一端側にはリード部があるため、一端側の導体セグメント保持冶具にはリード部を逃がすように穴が開いており、リード部は通常導体セグメントの端部と同じ高さに保持される。
次に図10(a)から図10(b)に移るように、一端側及び他端側の導体セグメント捻り冶具を所定の方向に回転させ、接続する導体セグメント20の突出部50の先端を隣り合う位置に移動する。この時、一端側と他端側を一つずつ順番に捻ってもよいし、同時に捻ってもよい。
<Step S004: Conductor segment drawing step>
The drawing process of the
After adjusting the length of the
Next, as shown in FIG. 10A to FIG. 10B, the conductor segment twisting jigs on the one end side and the other end side are rotated in a predetermined direction, and the tips of the protruding
この際、同じスロット11内において、隣り合う導体セグメント20同士、つまり固定子鉄心10の径方向に隣り合う導体セグメント20が反対側へ離れるように捻ってあるので、互いに接触することはない。また、隣り合うスロット11で径方向の同じ位置にある導体セグメント20同士は、同じ方向に捻られるが、相互に高さを変えることで間隙が生じ、結果的に相互に接触することはない。なお、接触した場合であっても、表面には絶縁被覆用のエナメルが施されているので、短絡することはない。
At this time, the
本実施の形態1では、導体セグメント20は固定子鉄心10の端面付近に第一の傾斜部61及び第二の傾斜部62と突出部50との境界である変曲部55を備えている。導体セグメント20を捻る場合、変曲部55を起点として導体セグメント20の突出部50が変形するように構成でき、変曲部55を有しない場合よりも、固定子鉄心10に近い位置で、固定子鉄心10及び隣接する導体セグメント20に影響しない小さな力で曲げることができる。
その結果、導体セグメント20を接続した固定子巻線13のコイルエンド部14a、14bを低く、小さくすることができ、さらに固定子巻線13の抵抗値を低く抑え、回転電機の効率を向上させることができる。
In the first embodiment, the
As a result, the
<ステップS009:含浸材塗布工程>
次に図11を用いて、ステップS009の含浸材塗布工程を詳細に説明する。
図11は車両用交流発電機100の固定子9の断面模式図を示しており、固定子鉄心10のスロット11内に挿入された複数の導体セグメント20の配列状態がわかるように、スロット11部分を径方向に切断した断面を示している。
<Step S009: Impregnating Material Application Step>
Next, the impregnating material applying step of step S009 will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the
ここでの説明では、図9(a)に示した導体セグメント20を用いた例を示しているが、これに限定するものではなく、図9(b)、図9(c)に示した構造、その他の構造の導体セグメント20であっても用いることができる。
In this description, an example using the
固定子鉄心10のスロット11内には、インシュレータ21が配置され、その中に複数の導体セグメント20が径方向に重なって配置されている。
本実施の形態1においては、導体セグメント20は、中央で断面積が小さくなるように加工されており、スロット11内に配置した状態で、導体セグメント20の右側の端部から中央にかけて、断面積が小さくなる第一の傾斜部61と、左の端部から中央にかけて断面積が小さくなる第二の傾斜部62を備えている。
さらに、導体セグメント20の両端に突出部50a、50bを有し、第一の傾斜部61と突出部50a、及び第二の傾斜部62と突出部50bとの境界の変曲部55を有している。
An
In the first embodiment, the
Further, the
導体セグメント20は、固定子鉄心10のスロット11部分から軸方向へ突出した突出部50を相互に接続し、破線で各々囲んだコイルエンド部14a、14bを形成している。このコイルエンド部14a、14bに、固定子鉄心10の両端面から外側に配置した2つのノズル70の含浸材吐出口71から含浸材73を滴下する。
実際の塗布工程においては、スロット11に複数の導体セグメント20を挿入した円筒状の固定子鉄心10を、その軸を中心として周方向に回転させながら、コイルエンド部14a、14bに含浸材73を連続して滴下することができる。
The
In the actual coating process, the
スロット11に挿入され、固定子鉄心10の径方向に重なって配置された複数の導体セグメント20は、上記のようにスロット11の両端から中心に向かって、第一の傾斜部61と第二の傾斜部62とを有し、中央部で断面積が小さくなるため、それぞれのコイルエンド部14a、14bに滴下された含浸材73は、浸透方向を示す矢印72の方向へ効率よくスロット11内の全体に浸透し、紙製のインシュレータに浸透する。その結果、少量の含浸材73により導体セグメント20全体に含浸材73を浸透させることができ、確実に導体セグメント20と固定子鉄心10とを固定することができる。
The plurality of
また、本実施の形態1においては、スロット11内にインシュレータ21を配置し、導体セグメント20を覆っているので、固定子鉄心10を、その軸を中心として回転させながら含浸材73を滴下した場合でも、インシュレータ21は紙製で、浸透はするものの、周囲に含浸材73がこぼれることがなく、固定子鉄心10の周囲に含浸材73が付着することを防止することができる。
In the first embodiment, since the
以上のように、スロット11内の導体セグメント20相互間に含浸材73を浸透させたことによって、導体セグメント20間の絶縁性を高め、共振振動を抑制することができる。さらに、導体セグメント20から固定子鉄心10への熱伝導性も向上し、導体セグメント20での温度上昇を低減することもできる。
また、本実施の形態においては、導体セグメント20に変曲部55を形成し、導体セグメント20の捻り工程において、導体セグメント20の突出部50が容易に折れ曲がるようにしたため、コイルエンド部14a、14bを低くすることができる。さらに、固定子巻線13の抵抗を下げ、回転電機の効率を改善することができる。
As described above, by impregnating the impregnating
Further, in the present embodiment, since the
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つまたは複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, various features, aspects, and functions described in one or more embodiments are not applicable to particular embodiments. The embodiments are not limited, and are applicable to the embodiments alone or in various combinations.
Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed herein. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.
1 フロントブラケット、2 リアブラケット、3 ケース、4 回転シャフト、5 回転子、6 ポールコア、7 ポールコア、8 回転子コイル、9 固定子、10 固定子鉄心、11 スロット、13 固定子巻線、14a コイルエンド部、14b コイルエンド部、20 導体セグメント、21 インシュレータ、28 矢印、30 導電材、31 導電部、32 絶縁被覆、33 矯正部、34 平角成形部、35 導電材送り部、36 被覆剥離部、37 導電材切断部、38 矢印、40 第一の金型、41 第二の金型、42 第三の金型、50 突出部、50a 第一の突出部、50b 第二の突出部、51 突出部、52 突出部、55 変曲部、61 第一の傾斜部、62 第二の傾斜部、70 ノズル、71 含浸材吐出口、72 矢印、73 含浸材、100 車両用交流発電機、101 導体セグメント製造装置。 1 front bracket, 2 rear bracket, 3 case, 4 rotating shaft, 5 rotor, 6 pole core, 7 pole core, 8 rotor coil, 9 stator, 10 stator core, 11 slots, 13 stator winding, 14a coil End part, 14b Coil end part, 20 Conductor segment, 21 Insulator, 28 Arrow, 30 Conductive material, 31 Conductive part, 32 Insulation coating, 33 Correcting part, 34 Rectangular forming part, 35 Conductive material feeding part, 36 Coating stripping part, 37 conductive material cutting part, 38 arrow, 40 1st metal mold, 41 2nd metal mold, 42 3rd metal mold, 50 protrusion part, 50a 1st protrusion part, 50b 2nd protrusion part, 51 protrusion Part, 52 protruding part, 55 inflection part, 61 first inclined part, 62 second inclined part, 70 nozzle, 71 impregnating material discharge port, 72 arrow, 73 impregnating material, 100 vehicle alternator, 101 conductor Segment manufacturing equipment.
Claims (12)
前記スロットに挿入され、前記固定子鉄心の軸方向に、前記固定子鉄心の一端側及び他端側から延びる2つの突出部を有し、前記固定子鉄心の径方向に配列された複数の導体セグメントと、を備え、
前記導体セグメントの前記突出部に塗布された含浸材により、前記スロットに挿入された前記複数の導体セグメントが固定されている回転電機の固定子であって、
前記導体セグメントは、
前記固定子鉄心の一端側から他端側へ向かい連続的に断面積が変化する傾斜部を有し、
2つの前記突出部の断面積の変化は、それぞれに隣接する前記傾斜部とは異なっていることを特徴とする回転電機の固定子。 A cylindrical stator core having a plurality of slots arranged in the circumferential direction,
A plurality of conductors that are inserted into the slots and have two projecting portions that extend from one end side and the other end side of the stator core in the axial direction of the stator core and that are arranged in the radial direction of the stator core. And a segment,
A stator of a rotating electric machine, wherein the plurality of conductor segments inserted into the slot are fixed by an impregnating material applied to the protrusions of the conductor segments,
The conductor segment is
The inclined portion having a continuously changing cross-sectional area from one end side to the other end side of the stator core,
A stator of a rotating electric machine, wherein a change in cross-sectional area of the two protruding portions is different from that of the inclined portions adjacent to each other.
前記固定子鉄心の一端側から中央部に向かうにつれて連続的に断面積が減少する第一の傾斜部と、
前記固定子鉄心の他端側から中央部に向かうにつれて連続的に断面積が減少する第二の傾斜部と、を有することを特徴とする請求項1に記載の回転電機の固定子。 The conductor segment has a first inclined portion whose cross-sectional area continuously decreases from one end side of the stator core toward the central portion,
The stator of the rotating electric machine according to claim 1, further comprising: a second inclined portion whose cross-sectional area continuously decreases from the other end side of the stator core toward the central portion.
前記固定子鉄心の一端側から中央部に向かうにつれて連続的に断面積が増加する第一の傾斜部と、
前記固定子鉄心の他端側から中央部に向かうにつれて連続的に断面積が増加する第二の傾斜部と、を有することを特徴とする請求項1に記載の回転電機の固定子。 The conductor segment has a first inclined portion whose cross-sectional area continuously increases from one end side of the stator core toward the central portion,
The stator of the rotating electric machine according to claim 1, further comprising a second inclined portion whose cross-sectional area continuously increases from the other end side of the stator core toward the central portion.
前記導体セグメントの先端に向かうにつれて断面積が連続的に減少することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の回転電機の固定子。 The two protrusions of the conductor segment are
The stator of a rotary electric machine according to claim 1, wherein the cross-sectional area continuously decreases toward the tip of the conductor segment.
前記導体セグメントの先端に向かうにつれて断面積が連続的に増加することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の回転電機の固定子。 The two protrusions of the conductor segment are
The stator of a rotary electric machine according to claim 1, wherein the cross-sectional area continuously increases toward the tip of the conductor segment.
回転シャフトに回転自在に取り付けられ、前記固定子の内径側に配設された回転子と、を備えたことを特徴とする回転電機。 A stator of the rotating electric machine according to any one of claims 1 to 11,
A rotary electric machine, which is rotatably attached to a rotary shaft, and is arranged on an inner diameter side of the stator.
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