JP6840217B1 - Rotating machine - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の単位コイルを相毎に接続して分布巻タイプの固定子コイルを構成した場合、小型化のために複数の接続部の間の径方向及び周方向の距離を縮小することによって、組立ての作業性が悪化するという問題があった。【解決手段】単位コイルは、1本の導線を巻回して形成され、前記スロットに収納されるスロット収納部と前記スロット収納部から延び出ているコイルエンド部とを有し、前記コイルエンド部に同相同士の前記単位コイルが接続された第1の接続部と第2の接続部とを備え、複数の前記単位コイルが前記固定子鉄心の前記スロットに取付けられ、前記固定子鉄心の周方向にずらせて配置され、前記コイルエンド部において、複数の相の前記第1の接続部が前記固定子コイルの周方向に予め定められた間隔で配置され、複数の相の前記第2の接続部は、前記第1の接続部よりも前記固定子コイルの外周寄りに配置することによって作業空間を確保するようにした。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To form a distributed winding type stator coil by connecting a plurality of unit coils for each phase, by reducing the radial and circumferential distances between the plurality of connecting portions for miniaturization. , There was a problem that the workability of assembly deteriorated. SOLUTION: A unit coil is formed by winding one lead wire, and has a slot accommodating portion housed in the slot and a coil end portion extending from the slot accommodating portion, and the coil end portion. A first connection portion and a second connection portion to which the unit coils of the same phase are connected are provided, and a plurality of the unit coils are attached to the slots of the stator core, and the circumference of the stator core is peripheral. The first connection portions of the plurality of phases are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the stator coil at the coil end portions, and the second connection portions of the plurality of phases are arranged so as to be offset in the direction. The portion is arranged closer to the outer periphery of the stator coil than the first connection portion to secure a working space. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本願は、回転電機に関するものである。 The present application relates to a rotary electric machine.
電動機あるいは発電機等に使用される回転電機は、小型で高出力さらに高効率化が求められている。特に、車載用モータにおいては、車両の駆動源として大出力であると共に、車載されるために小型であることが望ましい。車載用モータの大出力化のために、略矩形断面のコイルを用いた分布巻が採用されている。分布巻とは、複数のスロットを跨いで複数の単位コイルが巻かれ、コイルエンドで、異相または同相の単位コイル同士が重なり合うように配置される構成である。この分布巻の固定子は、固定子内周の回転磁界を正弦波に近づけることができ、高出力で低騒音の回転電機を実現できる。さらに高出力化のために、コイルに矩形断面の線を使用して、固定子スロット内のコイルが占有する断面積を大きくすることが行われている。 Rotating electric machines used for electric motors, generators, etc. are required to be compact, have high output, and have high efficiency. In particular, in an in-vehicle motor, it is desirable that the motor has a large output as a drive source for a vehicle and is small in size because it is in-vehicle. In order to increase the output of the in-vehicle motor, a distributed winding using a coil with a substantially rectangular cross section is adopted. The distributed winding is a configuration in which a plurality of unit coils are wound across a plurality of slots, and unit coils of different phases or in-phase are arranged so as to overlap each other at the coil end. The stator of this distributed winding can bring the rotating magnetic field around the inner circumference of the stator closer to a sine wave, and can realize a rotating electric machine with high output and low noise. In order to further increase the output, a line having a rectangular cross section is used for the coil to increase the cross-sectional area occupied by the coil in the stator slot.
さらに、小型化のために、特許文献1には、複数の単位コイルの接続位置について提案されている。すなわち、従来の単位コイルの接続は、スロット収納部から延出している端末線を固定子の外径側で接続して配置しているため、接近して配置される接続部が、異相のコイルである場合には、接続部間の電位差が大きくなるため、接続部間の距離を、十分な絶縁が維持できる程度に確保する必要がある。そうすると、固定子の周長が大きくなり、固定子のサイズが大型化するという問題があった。この問題に対して、異相の単位コイルの配置において、接続部を固定子の内径側と外径側の交互に配置することによって、固定子の周方向と径方向で絶縁距離を確保するというものである。これによって、固定子の周長を小さくでき、固定子のサイズが小型になる。
Further, for miniaturization,
特許文献1の構造では、接続部間の絶縁に必要な距離を周方向と径方向の両方によって確保するものであるが、周方向の距離が縮小できる反面、径方向の距離を拡大する必要があるため、十分にサイズの小型化ができず、かつ交互に接続部を配置したことにより、端末線接合などの組立治具の挿入性が悪くなり、組立の作業性が悪化してしまう問題がある。
In the structure of
本願は、固定子の更なる組立の作業性の向上が可能になる回転電機を提供することを目的とする。 An object of the present application is to provide a rotary electric machine capable of further improving the workability of assembling a stator.
本願の回転電機は、固定子が、内壁の周方向に配置された複数のティースと複数のスロットを有する固定子鉄心、および複数の単位コイルによって構成された固定子コイルを備え、前記単位コイルは、1本の導線を巻回して形成され、前記スロットに収納されるスロット収納部と前記スロット収納部から延び出ているコイルエンド部とを有し、前記コイルエンド部に同相同士の前記単位コイルが接続された第1の接続部と第2の接続部とを備え、複数の前記単位コイルが前記固定子鉄心の前記スロットに取付けられ、前記固定子鉄心の周方向にずらせて配置され、前記コイルエンド部において、複数の相の前記第1の接続部が前記固定子コイルの周方向に予め定められた間隔で配置され、複数の相の前記第2の接続部は、前記第1の接続部よりも前記固定子コイルの外周寄りに配置されていることを特徴とするものである。 In the rotary electric machine of the present application, the stator includes a stator core having a plurality of teeth and a plurality of slots arranged in the circumferential direction of the inner wall, and a stator coil composed of a plurality of unit coils. A unit having a slot accommodating portion formed by winding one lead wire and accommodating in the slot and a coil end portion extending from the slot accommodating portion, and having the same phase with each other in the coil end portion. A first connecting portion and a second connecting portion to which the coils are connected are provided, and a plurality of the unit coils are attached to the slots of the stator core and arranged so as to be offset in the circumferential direction of the stator core. At the coil end portion, the first connecting portions of the plurality of phases are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the stator coil, and the second connecting portions of the plurality of phases are the first connecting portions of the plurality of phases. It is characterized in that it is arranged closer to the outer periphery of the stator coil than the connecting portion.
本願に開示される回転電機によれば、固定子コイルに使用される単位コイルの接続部を径方向にずらして配置することで、周方向のみの配置に比べ接続部間の間隔を広げることができるため、端末線接合などの組立治具の挿入が容易になり組立の作業性が向上する。 According to the rotary electric machine disclosed in the present application, by arranging the connection portions of the unit coils used for the stator coil by shifting them in the radial direction, the distance between the connection portions can be widened as compared with the arrangement only in the circumferential direction. Therefore, it becomes easy to insert an assembly jig such as terminal wire joining, and the workability of assembly is improved.
実施の形態1
図1に、実施の形態1による回転電機の固定子1を斜視図によって示す。この固定子1は、U相、V相およびW相の3相構成の回転電機に使用される。固定子1は、固定子鉄心2と、固定子鉄心2に設けられた分布巻タイプの固定子コイル3とを備えている。固定子鉄心2は、薄い電磁鋼板を積層し、ばらばらにならないようにかしめまたは接着、溶接などにより組み立てられる。固定子鉄心2は、一体あるいは分割鉄心で円環状に構成されている。固定子鉄心2は、複数のスロットを形成するティース部を有し、ティース部の側面には絶縁部材が組み付けられ、絶縁被膜で覆われた固定子コイル3が絶縁部材を介してスロットに装着されている。
FIG. 1 shows the
固定子コイル3は、複数の単位コイル4によって構成されている。単位コイル4は、スロット収納部5と、スロット収納部5から延び出ているコイルエンド部6とを有し、コイルエンド部6に巻始めの端末線7と巻終わりの端末線7とを備えている。この単位コイル4を複数、周方向(図中の矢印Aに示す方向)にずらして配置して、スロット収納部5をスロットに装着することで円環状に配置され、固定子鉄心2の複数のスロットに組み付けられて接続されている。
The
この実施の形態1では、固定子コイル3は、U相を構成するU相コイルと、V相を構成するV相コイルと、W相を構成するW相コイルとを備えている。各相のコイルは、それぞれ複数の単位コイル4によって構成されている。各相コイルを構成する単位コイル4は、他の異なる相コイルが組み付けられる異相用スロットを跨いで、同芯巻きされるかたちで固定子鉄心2の複数のスロットに組み付けられている。
In the first embodiment, the
コイルエンド部6の上部から延出した端末線7の先端は、絶縁被膜が剥がされ、導体部が露出しており、2つ以上の端末線を重ね合わせた状態でTig溶接あるいはレーザー溶接などで、電気的に接合される接続部を有している。接続部は、溶接時に端末線を掴むためのチャック治具を径方向から挿入できるように所定の間隔を開けて円環状に配置されている。
The insulating film is peeled off from the tip of the
図1に示すように、固定子1において、それぞれの単位コイル4に設けられる第1の接続部8と第2の接続部9の両方は、固定子鉄心2の軸線方向(図中矢印Bに示す方向)における上端面の上に配置されている。複数の単位コイル4のうち、ある相のコイル(例えば「U相コイル」)を構成する隣り合う単位コイル4同士の第2の接続部9が、固定子鉄心2の外周寄りの位置にて互いに接続される。同じくある相のコイル(例えば「U相コイル」)を構成している隣り合う単位コイル4同士の第1の接続部8が、固定子鉄心2の内周寄り位置にて互いに接続されている。この関係を図2に示す。図中、丸印で囲っている部分が第1の接続部8と第2の接続部9である。第2の接続部9は、第1の接続部8よりも径方向(図中矢印Cに示す方向)の外周よりに配置されており、径方向にずらすことで接続部間の間隔を更に広げることができるため、端末線接合などの組立性の向上につながる。もしくは、径方向にずらして間隔を広げた分、周方向の間隔を小さくすることで、接続部間の周長が小さくなり、固定子の小型化ができる。
As shown in FIG. 1, in the
第2の接続部9を第1の接続部8に対して固定子1の径方向に並べて配置することで、接続部の周方向の間隔を広げることができ、組み立て作業の際にチャック治具の径方向からの挿入を1回で済ませることができるため、更なる組立性の向上につながる。もしくは、周方向の間隔を小さくすることで、接続部間の周長が小さくなり、更なる固定子の小型化ができる。
By arranging the second connecting
図3に回転電機の固定子1の上面図に3相の配置関係を示す。この図3に示すように、第1の接続部8は、この図の上側から見て反時計回りにU相、U相、V相、V相、W相、W相の順に配置されている。第2の接続部9は、同様にこの図の上側から見て時計回りにU相、V相、W相の順に配置されている。
FIG. 3 shows the arrangement relationship of the three phases in the top view of the
第1の接続部8と第2の接続部9の位置関係は、最も近接する第1の接続部8と第2の接続部9が同相になるように配置している。すなわち、第2の接続部9がU相の場合、最も近い第1の接続部8が同相のU相にしており、第2の接続部9がV相の場合、最も近い第1の接続部8がV相になっており、第2の接続部9がW相の場合、最も近接する第1の接続部8がW相になっている。このように配置することで、接続部間の電位差を小さくし、必要な絶縁距離を小さくすることができる。この構成により、絶縁性能を維持したまま、第1の接続部と第2の接続部の径方向の間隔を小さくすることができるため、固定子の外径サイズの小型化ができる。
The positional relationship between the first connecting
この実施の形態1の固定子1によれば、同相のコイルを構成する隣り合う単位コイル4同士の第1の接続部8と、第2の接続部9とが、固定子鉄心2の内周寄り位置と外周寄り位置に分かれて配置される。このため、複数の接続部(第1の接続部8と第2の接続部9)について、隣り合う接続部同士の間隔を比較的広くとることができ、接続作業を行う際には、他の接続部との干渉のおそれが少なくなり、接続作業の効率化を図ることができる。
According to the
実施の形態2
実施の形態1における単位コイル4の第1の接続部8および第2の接続部9の形状は、図4に断面図を示すように、付け根から先端まで固定子1の軸方向に延びた直線形状となっている。なお、図4は、図2に示しているX−Yの線による断面図であって、Xが固定子1の外周側を示し、Yが内周側を示している。この後の図も、同様の関係にある。この図4の関係に対して、この実施の形態2では、図5に示すように、第2の接続部9の先端形状が、固定子1の径方向の内側に向けて折り曲げられている形状となっている。
The shape of the first connecting
この実施の形態2によれば、第1の接続部8と第2の接続部9とは同相の単位コイル4が選定されていて、第2の接続部9を下部のコイルエンド部6を基点に跨ぐように曲げることで、第1の接続部8と第2の接続部9との先端部の間隔を小さくすることができる。このため、作業空間を広くすることができ、第2の接続部9の先端部分が内側に向けて折り曲げられていることから、固定子1の外径サイズの小型化ができる。
According to the second embodiment, the
実施の形態3
実施の形態1に対して、実施の形態3では、第1の接続部8と第2の接続部9の位置関係を取り換えたものである。すなわち、図6に示すように、第2の接続部9が、第1の接続部8よりも固定子1の径方向の内周側に配置されており、第1の接続部8の先端形状が固定子1の径方向の内側に向けて折り曲げられている。
In the third embodiment, the positional relationship between the first connecting
この実施の形態3は、実施の形態2と同様に、折り曲げられている第1の接続部8と第2の接続部9は同相の単位コイル4が選定されていて、第1の接続部8を下部のコイルエンド部6を基点に跨ぐように曲げることで、第2の接続部9と第1の接続部8との先端部の間隔を小さくすることができる。このため、作業空間を広くすることができ、第1の接続部8の先端部分が内側に向けて折り曲げられていることから、固定子1の外径サイズの小型化ができる。
In the third embodiment, similarly to the second embodiment, the
実施の形態4
実施の形態1に対して、実施の形態4では、図8に示すように、第1の接続部8が固定子1の径方向の外側に向けて折り曲げられている。この場合、第1の接続部8が固定子1の内周側であって、第2の接続部9が固定子1の外周側に配置されている。
この実施の形態4においては、第1の接続部8と第2の接続部9とは同相になるように選択されて接続されており、第1の接続部8を下部のコイルエンド部6を基点に跨ぐように曲げることで、固定子1の内径サイズを拡大できるため、固定子1の内径側のスペースが広がり、例えば、レゾルバなどの部品の配置が容易になる。
In contrast to the first embodiment, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 8, the first connecting
In the fourth embodiment, the first connecting
実施の形態5
実施の形態1に対して、実施の形態5では、図8に示すように、第2の接続部9が、第1の接続部8よりも固定子1の径方向の内周側に配置されており、第2の接続部9が固定子1の径方向の外側に向けて折り曲げられている。この実施の形態5においては、第1の接続部8と第2の接続部9とは同相になるように選択されて接続されており、第2の接続部9を下部のコイルエンド部6を基点に跨ぐように曲げることで、固定子1の内径サイズを拡大できるため、固定子1の内径側のスペースが広がり、例えば、レゾルバなどの部品の配置が容易になる。
In contrast to the first embodiment, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 8, the second connecting
この実施の形態5においては、第1の接続部8と第2の接続部9とは同相になるように接続されており、第2の接続部を下部のコイルエンド部を基点に跨ぐように曲げることで、固定子の内径サイズを拡大できるため、固定子の内径側のスペースが広がり、レゾルバなどの部品の配置が容易になる。
In the fifth embodiment, the first connecting
実施の形態6
実施の形態1に対して、実施の形態6では、第2の接続部9に対する第1の接続部8の間隔が、異相よりも同相の方が小さくなっている。すなわち、実施の形態1においては、図9に示すように、第1の接続部8および第2の接続部9の配置が、それぞれ予め定めた等間隔に配置している。
In contrast to the first embodiment, in the sixth embodiment, the distance between the first connecting
これに対して、実施の形態6においては、図10に示すように、同相の場合には、異相の場合に比較して狭い間隔としている。例えば、第2の接続部9がV相の場合、隣接する3つの第1の接続部8の内、2つのV相が第2の接続部9と間隔が小さく、1つのU相と間隔が大きくなっている。同相の接続部間の電位差は異相に比べて小さく、必要な絶縁距離を小さくすることができる。この構成により、第1の接続部8を等間隔で配置するよりも、周方向の間隔を小さくすることができるため、接続部間の周長が小さくなり、絶縁性能を維持したまま固定子の小型化ができる。
On the other hand, in the sixth embodiment, as shown in FIG. 10, in the case of in-phase, the interval is narrower than in the case of different-phase. For example, when the second connecting
各実施の形態において説明しているように、単位コイル4のコイルエンドにおける第1の接続部8と第2の接続部9の間隔を広く設定することができ、組み立て作業の効率を向上させることができる。
As described in each embodiment, the distance between the first connecting
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, the various features, embodiments, and functions described in one or more embodiments are applications of a particular embodiment. It is not limited to, but can be applied to embodiments alone or in various combinations.
Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the techniques disclosed in the present application. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.
1 固定子、2 固定子鉄心、3 固定子コイル、4 単位コイル、5 スロット収納部、6 コイルエンド部、7 端末線、8 第1の接続部、9 第2の接続部 1 Stator, 2 Stator core, 3 Stator coil, 4 Unit coil, 5 Slot storage, 6 Coil end, 7 Terminal wire, 8 1st connection, 9 2nd connection
Claims (8)
前記単位コイルは、1本の導線を巻回して形成され、前記スロットに収納されるスロット収納部と前記スロット収納部から延び出ているコイルエンド部とを有し、前記コイルエンド部に同相同士の前記単位コイルが接続された第1の接続部と第2の接続部とを備え、複数の前記単位コイルが前記固定子鉄心の前記スロットに取付けられ、前記固定子鉄心の周方向にずらせて配置され、前記コイルエンド部において、複数の相の前記第1の接続部が前記固定子コイルの周方向に予め定められた間隔で配置され、複数の相の前記第2の接続部が前記第1の接続部よりも前記固定子コイルの外周寄りに配置されていることを特徴とする回転電機。 The stator includes a stator core having a plurality of teeth and a plurality of slots arranged in the circumferential direction of the inner wall, and a stator coil composed of a plurality of unit coils.
The unit coil is formed by winding one lead wire, has a slot accommodating portion housed in the slot, and a coil end portion extending from the slot accommodating portion, and is homologous to the coil end portion. The unit coil is provided with a first connection portion and a second connection portion to which the unit coil is connected, and a plurality of the unit coils are attached to the slots of the stator core and displaced in the circumferential direction of the stator core. In the coil end portion, the first connecting portions of the plurality of phases are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the stator coil, and the second connecting portions of the plurality of phases are arranged. A rotary electric machine characterized in that it is arranged closer to the outer periphery of the stator coil than the first connection portion.
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