JP7195180B2 - Stator and rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、固定子と、固定子を備える回転電機に関し、特に、固定子コイルの構造と、ラジアルギャップ型の回転電機に関する。
BACKGROUND OF THE
産業機械の動力源や自動車の駆動源に用いられる回転電機(モータ)には、高効率化が求められている。モータを高効率化するためには、モータの損失を低減する必要があり、モータの損失の2大要因であるコイル銅損と鉄心鉄損を低減する設計手法が一般的に取られる。モータに要求される仕様の出力特性(回転数とトルク)が決まると機械損は一意に決まるため、鉄損と銅損を低減する設計が重要である。 2. Description of the Related Art Rotating electric machines (motors) used as power sources for industrial machines and driving sources for automobiles are required to have high efficiency. In order to increase the efficiency of a motor, it is necessary to reduce the loss of the motor, and a design method is generally adopted to reduce the coil copper loss and the iron core iron loss, which are the two major factors of motor loss. Mechanical loss is uniquely determined when the output characteristics (rotational speed and torque) of the specifications required for the motor are determined, so it is important to design to reduce iron loss and copper loss.
鉄損は、使用する軟磁性材料によって低減が可能である。一般的なモータでは、鉄心(コア)に電磁鋼板が利用されており、その厚さやSiの含有量などによって損失レベルが異なる。軟磁性材料には、電磁鋼板よりも透磁率が高くて鉄損が低い鉄基アモルファス金属や、高磁束密度が期待できるナノ結晶材料などの高機能材料を使用できる。これらの高機能材料は、厚さが0.025mmと非常に薄く、また、硬度がビッカース硬度で900と電磁鋼板の5倍以上に硬いなど、モータを安価に製造する上での課題が多い。 Iron loss can be reduced by the soft magnetic material used. In general motors, magnetic steel sheets are used for the core, and the loss level varies depending on the thickness, Si content, and the like. As the soft magnetic material, high-performance materials such as iron-based amorphous metals, which have higher magnetic permeability and lower iron loss than magnetic steel sheets, and nanocrystalline materials, which can be expected to have high magnetic flux density, can be used. These high-performance materials have a thickness of 0.025 mm, which is very thin, and a Vickers hardness of 900, which is five times or more that of an electromagnetic steel sheet.
銅損は、主にコイルの抵抗値と電流の関係で決まり、冷却によるコイルの抵抗値の低減や磁石の残留磁束密度の低下抑制によって電流値を低減することにより、低減が可能である。さらに、近年の自動車駆動用モータ等では、固定子コアのスロットの断面積に対する導体の比率(占積率)を高めて理論限界ぎりぎりまで抵抗値を小さくするような設計が行われている。しかし、スロット内の占積率を高くできる平角導体で構成されたコイルは、スロットの両端部のコイルエンド部での導体の引き回しが複雑になるので、平角導体同士を溶接などの方法によって接続すると、コイルエンド部のボリューム(線長)が大きくなり、抵抗値が若干大きくなるなどの課題がある。 Copper loss is mainly determined by the relationship between the resistance value of the coil and the current, and can be reduced by reducing the current value by reducing the resistance value of the coil by cooling or suppressing the decrease in the residual magnetic flux density of the magnet. Furthermore, recent automobile drive motors and the like are designed to increase the ratio (space factor) of the conductor to the cross-sectional area of the slot of the stator core and reduce the resistance value to the theoretical limit. However, in the case of a coil composed of flat conductors that can increase the space factor in the slot, the conductor routing at the coil ends at both ends of the slot is complicated. , the volume (line length) of the coil end increases, and the resistance value increases slightly.
特許文献1には、モータの固定子コアに2本足のヘアピン形状導体セグメントを挿入して、挿入した側と反対側のコイルエンド部で導体セグメントを曲げ成形し、周方向に配置された別のヘアピン形状導体セグメントの曲げ成形された部分と溶接して円環状のコイルを形成する、固定子の製造方法が記載されている。特許文献1に記載の方法では、スロット占積率を大きくできる効果がある反面、製造時に、太く硬い平角導体の導体セグメントを曲げ成形する必要があるため、固定子コアへの応力やスロット絶縁物へのダメージが生じるとともに、曲げた際の残留応力が溶接部に残る。このため、溶接接合の信頼性の確保が困難という課題があり、製造方法としては改善の余地がある。また、溶接を施すために溶接部の周囲の空間を取らなければならないため、溶接側のコイルエンド部が大きくなってしまうという課題もある。
In
特許文献2には、これらの課題の解決を試みた固定子が記載されている。特許文献2の固定子では、コイルを構成する導体セグメントは、V字形の端面で分割された複数の部分を有し、これらの部分が端面で軸方向に互いに組合わされている。導体セグメントのこれらの部分は、導電ペースト接着剤で接合されて組合わされている。特許文献2に記載の固定子では、コイルエンド部が溶接されていないため、コイルエンド部の形状を最適に設計することによってコイルの抵抗値を低く抑える効果が期待できる。しかし、導体同士の接合部のそれぞれに接着剤を塗布してコイルを組み立てていく必要があるため、工数が増加し、信頼性の確保が困難であるという課題がある。V字形の端面は、導電ペースト接着剤で接合せず嵌合させるだけで組み合わせることもできる。しかし、V字形の端面を嵌合させるだけでは、信頼性の確保が困難である。V形状の嵌合部は、一般的に面で接触することが困難であり、V面のどこかが線状に接触することが知られている。しかも、製造バラつきを考えると、線状の接触部の全てが軸方向で同一面内に保持されるとは考えにくく、全ての線状の接触部をしっかりと接続(接触)させることは困難であると考えられる。
特許文献3には、軸方向に分割された2つの導体が凸形状の接合部と凹形状の接合部で接続されてコイルを構成する固定子が記載されている。特許文献3の固定子の製造方法では、接続信頼性の確保のために、接続部を露呈した状態で導体を接続してコイルを形成した後に、分割コアを周方向に結合して固定子コアを形成する。特許文献3の固定子も、工数が増加し、導体の接続部の信頼性の確保が困難であるという課題がある。
特許文献4には、特許文献3と同様に、凸形状の接合部を備える導体と凹形状の接合部を備える導体が接続されてコイルを構成する固定子が記載されている。特許文献4の固定子の製造方法では、導体をスロットに挿入した後に、導体の一部に応力を加えてスロット内の導体を拡幅させて、カシメ効果により信頼性の高い接続を得て導電性を確保する。導体の接続部の信頼性を確保するために、導体の接続部の全てで導体を拡幅させると、工数が増加するという課題がある。
Similarly to
また、固定子の製造方法として、互いに接続してコイルを構成する2つの導体の接続部(先端部)を圧入公差を持つ形状にして、これらの2つの導体を機械的にしっかりと接合する方法が考えられる。この方法では、樹脂のボビン(筒状部材)を用いて導体の挿入領域をしっかりと確保した状態で、凹凸の接続部を応力を印加して接合させるため、信頼性の高い接続が期待できる。 In addition, as a method of manufacturing a stator, a method in which the connecting portion (tip portion) of two conductors that are connected to each other to form a coil is formed into a shape with a press-fitting tolerance, and these two conductors are mechanically and firmly joined. can be considered. In this method, a resin bobbin (cylindrical member) is used to securely secure an insertion area for the conductor, and stress is applied to the uneven connection portion to join, so a highly reliable connection can be expected.
平角導体で構成されたコイルは、固定子コアのスロット内の占積率を高くできる。2つの平角導体が軸方向(回転子の回転軸の方向)に接続した導体によってコイルが構成されていると、コイルの製造時には、太く硬い平角導体に応力を印加して軸方向に加圧することで、2つの導体を接続する必要がある。 A coil made of a rectangular conductor can increase the space factor in the slots of the stator core. If a coil is composed of conductors in which two rectangular conductors are connected in the axial direction (the direction of the rotation axis of the rotor), when manufacturing the coil, stress must be applied to the thick and hard rectangular conductors to press them in the axial direction. , you need to connect the two conductors.
コイルがヘアピン形状(2つの脚部とこれらを接続する曲げ部とを備える形状)の導体で構成されていると、曲げ部の頂点に軸方向の応力を印加することで、2つの脚部に均等に軸方向の応力を与えてスロットに挿入することができ、2つの導体を軸方向に接続することもできる。 If the coil is composed of a conductor in a hairpin shape (a shape comprising two legs and a bent portion connecting them), applying an axial stress to the vertex of the bent portion will cause the two legs to It can be evenly axially stressed and inserted into the slot, and it can also axially connect two conductors.
しかし、従来の固定子では、コイルの口出し導体(端末接続部)は、軸方向に沿ってスロットにうまく挿入することが難しい。口出し導体は、軸方向に平行な部分を有する1つの脚部を備える形状であり、この脚部がスロットに挿入されている。コイルの製造時に軸方向の応力を印加しても、口出し導体には、軸方向への応力だけでなく、口出し導体を軸方向から傾斜させる方向への応力も加わる。このため、口出し導体は、軸方向に沿ってスロットにうまく挿入することが難しく、スロットに挿入できたとしても、2つの導体の接続部に2つの導体を接合するのに必要な加圧力を発生させることは困難である。 However, in the conventional stator, it is difficult to insert the lead conductors (terminal connection portions) of the coils well into the slots along the axial direction. The lead conductor is shaped with one leg having a portion parallel to the axial direction, and this leg is inserted into the slot. Even if an axial stress is applied during manufacture of the coil, not only the stress in the axial direction but also the stress in the direction that tilts the lead conductor from the axial direction is applied to the lead conductor. Therefore, it is difficult to insert the lead conductor into the slot along the axial direction. It is difficult to let
また、従来の固定子では、口出し導体は、コイルエンド部を構成する他の導体と同一の角度でスロットから突出してから、軸方向に平行に延伸する。このため、口出し導体は、コイルエンド部を構成する他の導体と同時に、スロットに挿入する必要がある。このとき、コイルを構成する導体は、固定子コアの周方向に並ぶスロットの全てに同時に挿入する必要がある。しかし、コイルを構成する導体をスロットに挿入すると、前述したように、口出し導体には軸方向に傾斜する方向への応力も加わり、口出し導体が軸方向に平行でなくなる。このため、絶縁物を損傷したり、コイルを構成する導体の絶縁被膜を損傷させたり、コイルを構成する導体を変形させたりする恐れがあり、固定子の信頼性が低下することもある。 Further, in the conventional stator, the lead conductor protrudes from the slot at the same angle as the other conductors forming the coil end portion, and then extends parallel to the axial direction. Therefore, the lead conductor must be inserted into the slot at the same time as other conductors forming the coil end portion. At this time, it is necessary to simultaneously insert the conductors forming the coil into all of the slots arranged in the circumferential direction of the stator core. However, when the conductors forming the coil are inserted into the slots, as described above, the lead conductors are also subjected to a stress in a direction inclined to the axial direction, and the lead conductors are no longer parallel to the axial direction. For this reason, there is a risk of damaging the insulator, damaging the insulating coating of the conductors that form the coil, or deforming the conductors that form the coil, which may reduce the reliability of the stator.
本発明は、信頼性が高く工数の増加なしに容易に組立て可能な固定子と、この固定子を備える回転電機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a highly reliable stator that can be easily assembled without increasing the number of man-hours, and a rotating electrical machine equipped with this stator.
本発明による固定子は、スロットを備えた円環状の固定子コアと、前記スロットに収納されたセグメント導体と口出し線を構成する口出し導体とを備えたコイルとを備える。前記口出し導体は、前記スロットに収納され軸方向に平行な第1の直線部と、コイルエンド部に位置する第2の直線部とを備え、前記第1の直線部が前記セグメント導体と軸方向に嵌合して接続している。前記第1の直線部と前記第2の直線部は、径方向の位置が互いに異なる。 A stator according to the present invention includes an annular stator core provided with slots, and coils provided with segment conductors accommodated in the slots and lead conductors forming lead wires. The lead-out conductor includes a first straight portion accommodated in the slot and parallel to the axial direction, and a second straight portion positioned at the coil end portion, the first straight portion axially extending from the segment conductor. are mated and connected. The first straight portion and the second straight portion are different in radial position.
本発明によると、信頼性が高く工数の増加なしに容易に組立て可能な固定子と、この固定子を備える回転電機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a stator that is highly reliable and can be easily assembled without increasing the number of man-hours, and a rotating electrical machine that includes this stator.
本発明による回転電機は、回転子と、本発明による固定子とを備える。回転子は、円環状の固定子の内周側に設置され、回転軸の周りに回転する。回転軸の延伸する方向を「軸方向」と呼び、回転軸の回転方向を「周方向」と呼び、回転軸の半径方向を「径方向」と呼ぶ。 A rotating electric machine according to the present invention comprises a rotor and a stator according to the present invention. The rotor is installed on the inner peripheral side of the annular stator and rotates around the rotation axis. The direction in which the rotating shaft extends is called the "axial direction", the rotating direction of the rotating shaft is called the "circumferential direction", and the radial direction of the rotating shaft is called the "radial direction".
本発明による固定子は、コイルが、スロットに収納されたセグメント導体と、口出し線を構成する口出し導体とを備える。口出し導体は、スロットに収納され軸方向に平行な第1の直線部と、コイルエンド部に位置する第2の直線部とを備える。コイルは、軸方向に力を加えて2つの導体の先端部を互いに嵌合させて軸方向に接続することで構成される。このような構成により、口出し導体の第1の直線部は、スロット内でセグメント導体と軸方向に嵌合して接続する。 A stator according to the present invention includes a segment conductor in which a coil is housed in a slot, and a lead conductor constituting a lead wire. The lead-out conductor includes a first linear portion accommodated in the slot and parallel to the axial direction, and a second linear portion positioned at the coil end portion. A coil is constructed by axially connecting two conductors by applying a force to fit the ends of two conductors together. With such a configuration, the first straight portion of the lead conductor is axially fitted and connected to the segment conductor within the slot.
第1の直線部と第2の直線部は、径方向の位置が互いに異なる。口出し導体のうち、コイルエンド部の内周側に位置する内周側口出し導体では、第2の直線部は、第1の直線部よりも径方向の内側に位置する。コイルエンド部の外周側に位置する外周側口出し導体では、第2の直線部は、第1の直線部よりも径方向の外側に位置する。第2の直線部は、軸方向に平行(すなわち、第1の直線部と平行)で軸方向外側に向かって延伸してもよく、軸方向に垂直(すなわち、第1の直線部に垂直)で径方向外側に向かって延伸してもよい。 The first straight portion and the second straight portion have different positions in the radial direction. Among the lead conductors, in the inner circumference side lead conductor located on the inner circumference side of the coil end portion, the second straight portion is located radially inside the first straight portion. In the outer circumference lead conductor positioned on the outer circumference side of the coil end portion, the second straight portion is positioned radially outside the first straight portion. The second straight portion may be axially parallel (i.e., parallel to the first straight portion) and extending axially outwardly and perpendicular to the axial direction (i.e., perpendicular to the first straight portion). may be stretched radially outward.
以下、本発明の実施例による固定子と回転電機を、図面を用いて説明する。以下の実施例は、本発明の内容を具体的に示す例である。本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、本明細書に開示された技術的思想の範囲内において様々な変更及び修正が可能である。なお、本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。 A stator and a rotating electrical machine according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following examples are examples that specifically show the content of the present invention. The present invention is not limited to these examples, and various changes and modifications are possible within the scope of the technical ideas disclosed in this specification. In the drawings used in this specification, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and repeated description of these components may be omitted.
図1は、本発明の実施例による固定子を示す斜視図である。図1に示す固定子50は、例えば、ラジアルギャップ型の回転電機に用いられる。固定子50は、スロット7を備えた固定子コア1と、スロット7に収納されたコイルを備える。固定子コア1は、軸方向の周りの円環状であり、内周部にスロット7を備える。固定子コア1は、少なくともティース部分が、アモルファスやナノ結晶合金などの軟磁性材で構成されている。図1に示した固定子50のコイルは、波巻構造を有している。
1 is a perspective view showing a stator according to an embodiment of the present invention; FIG. A
コイルは、セグメント導体3と、口出し線(端末接続部)を構成する口出し導体5、6とを備える。セグメント導体3の、スロット7から軸方向に突出した部分は、コイルエンド部を構成する。コイルエンド部のセグメント導体3を、コイルエンド導体とも呼ぶ。口出し導体5、6は、コイルエンド部の内周部に位置する6本の内周側口出し導体5と、コイルエンド部の外周部に位置する6本の外周側口出し導体6とを備える。内周側口出し導体5は、スロット7の内周部に収納され、軸方向に平行に直線状に延伸する。外周側口出し導体6は、スロット7の外周部に収納され、軸方向に平行に直線状に延伸する。すなわち、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6は、径方向の位置が互いに異なり、互いに平行に直線状に延伸する。内周側口出し導体5は、スロット7の最内周部に収納されてもよく、外周側口出し導体6は、スロット7の最外周部に収納されてもよい。
The coil includes a
コイルを構成する導体3、5、6は、樹脂の筒状部材である絶縁ボビン2を用いて、スロット7に収納される。
図2A、図2B、及び図2Cは、固定子50におけるコイル(セグメント導体3)の配置を説明する図である。本実施例では、固定子コア1には周方向に48個のスロット7が7.5度ピッチに配置され、各スロット7には径方向に6本のセグメント導体3が配置されている例を示す。
2A, 2B, and 2C are diagrams illustrating the arrangement of coils (segment conductors 3) in the
図2Aは、固定子コア1のスロット7に収納されたセグメント導体3を示す図である。セグメント導体3は、ヘアピン形状(2つの脚部とこれらを接続する曲げ部とを備えるU字形状)を備え、2つの脚部の開き角が45度であり、スロット7に設置された絶縁ボビン2に収納されている。
2A is a diagram showing
図2Bは、図2Aに示した固定子コア1とセグメント導体3を軸方向に沿って見た図である。セグメント導体3は、スロット7に収納されている。
FIG. 2B is an axial view of the
図2Cは、固定子コア1のスロット7に収納されるコイル(セグメント導体3)を示す図である。コイルは、軸方向の一方に曲げ部を有するヘアピン形状のセグメント導体3aと、軸方向の他方に曲げ部を有するヘアピン形状のセグメント導体3bとから構成される。セグメント導体3aは、2つの脚部の軸方向の他方の先端に凸部を備える。セグメント導体3bは、2つの脚部の軸方向の一方の先端に凹部を備える。セグメント導体3aとセグメント導体3bは、スロット7の中で脚部の先端の凸部と凹部が嵌合することにより、互いに軸方向に接続する。セグメント導体3aとセグメント導体3bは、このようにして互いに軸方向に結合し、波巻構造のコイルを構成する。
2C is a diagram showing coils (segment conductors 3) housed in
図2Bは、固定子コア1の周方向の4分の1を表している。図2Bに示された12個のスロット7には、(1)から(12)までの番号が付けられている。スロット7に収納された6本のセグメント導体3の径方向の位置を、AからFで表す。位置Aは、スロット7の最内周部(1層目)であり、位置Fは、スロット7の最外周部(6層目)である。
FIG. 2B represents a circumferential quarter of the
図2Bには、径方向に並んだ3つのヘアピン形状のセグメント導体3を示している。径方向の最も内側にあるセグメント導体3は、一方の脚部が(5)番スロットの位置Aに配置され、他方の脚部が(11)番スロットの位置Bに収納されている。径方向の最も外側にあるセグメント導体3は、一方の脚部が(5)番スロットの位置Eに配置され、他方の脚部が(11)番スロットの位置Fに収納されている。これらのセグメント導体3の間にあるセグメント導体3は、一方の脚部が(5)番スロットの位置Cに配置され、他方の脚部が(11)番スロットの位置Dに収納されている。
FIG. 2B shows three hairpin-shaped
これら3つのセグメント導体3と軸方向で接続するセグメント導体3は、図2Cのセグメント導体3aとセグメント導体3bに示すように、セグメント導体3が波巻構造のコイルを構成するように配置される。
The
図2Aと図2Bを見るとわかるように、ヘアピン形状のセグメント導体3をスロット7に挿入するには、全てのセグメント導体3をスロット7に収納されたときと同じ状態に組み合わせて、この状態のままのセグメント導体3をスロット7に挿入する(全てのセグメント導体3をスロット7に同時に挿入する)必要がある。例えば、図2Bに示すように3つのセグメント導体3をスロット7に配置した後で、(6)番スロットの位置Aにセグメント導体3を挿入しようとすると、既に配置されたセグメント導体3に遮られてしまい、(6)番スロットの位置Aにはセグメント導体3を挿入できない。したがって、波巻構造のコイルを構成するセグメント導体3をスロット7に挿入するためには、スロット7に収納されたときと同じ状態に組み合わされたセグメント導体3を、軸方向に平行に移動させてスロット7に挿入する必要がある。
As can be seen from FIGS. 2A and 2B, in order to insert the hairpin-shaped
図1に示す固定子50では、ヘアピン形状のセグメント導体3が径方向に互いに重なるようにスロット7に収納されて、コイルを構成していることがわかる。
In the
図1に示すように、6本の内周側口出し導体5は、スロット7から出た直後の部分で径方向内側に向かって曲がり、コイルエンド部のセグメント導体3(コイルエンド導体)と接触しない形状になっている。6本の外周側口出し導体6は、スロット7から出た直後の部分で径方向外側に向かって曲がり、コイルエンド導体と接触しない形状になっている。内周側口出し導体5は、スロット7の径方向の最も内側に収納され、コイルエンド部の径方向の最も内側に位置する。6本の外周側口出し導体6は、スロット7の径方向の最も外側に収納され、コイルエンド部の径方向の最も外側に位置する。口出し導体5、6は、このようにしてコイルエンド導体との干渉を避けて配置される。
As shown in FIG. 1, the six inner peripheral
ここで、従来の固定子について説明する。 Here, a conventional stator will be described.
図3Aは、従来の固定子51を示す斜視図である。従来の固定子51では、コイルの口出し導体4は、セグメント導体3と同一の角度でスロット7から突出してコイルエンド部を構成する部分と、軸方向に平行に延伸して口出し線(端末接続部)を構成する部分とを備える。セグメント導体3は、2つの脚部を備えるヘアピン形状である。口出し導体4は、脚部が1つだけであり、スロット7に挿入するときに安定性に欠ける。
FIG. 3A is a perspective view showing a
図3Bは、2つの脚部を備えるヘアピン形状のセグメント導体3をスロット7に挿入するときに、セグメント導体3に加わる応力を示す模式図である。セグメント導体3の曲げ部(頂部)に軸方向に沿って応力Fsを加えると、応力Fsは、2つの脚部にほぼ均等に配分される。このため、セグメント導体3は、軸方向に平行な力を加えてスロット7に挿入することができる。
FIG. 3B is a schematic diagram showing stress applied to the
図3Cは、脚部を1つだけ備える口出し導体4をスロット7に挿入するときに、口出し導体4に加わる応力を示す模式図である。口出し導体4の一端部に軸方向に沿って応力Fsを加えると、口出し導体4には、軸方向に平行な力だけではなく、口出し導体4を軸方向から傾斜させる方向への力も加わる。このため、口出し導体4は、軸方向に沿ってスロット7に挿入することが難しく、口出し線が軸方向に平行でなくなることもある。この結果、口出し導体4がスロット7に設けられた絶縁物(絶縁ボビン2)を損傷させたり、セグメント導体3の絶縁被膜を損傷させたりすることや、口出し導体4が変形してスロット7に挿入できなくなることが起こり得る。
FIG. 3C is a schematic diagram showing the stress applied to the lead conductor 4 when the lead conductor 4 having only one leg is inserted into the
口出し導体4は、固定子コア1の周方向に複数設けられ、セグメント導体3と組み合わされてスロット7に挿入されるため、固定子51の製造不良を多発させる原因になり得る。また、コイルが、図2Cに示すように2つのセグメント導体3a、3bの先端部を互いに嵌合させて軸方向に接続することで構成される場合には、嵌合のために大きな力が必要であるが、口出し導体4は、大きな力で嵌合させて接続する構成には不向きである。コイルが、軸方向に長いセグメント導体3で構成されており、2つのセグメント導体を互いに接続させなくてもよい場合でも、口出し導体4が長くてスロット7への挿入抵抗が大きいと、口出し導体4による損傷や口出し導体4の変形が起こり得る。
A plurality of lead conductors 4 are provided in the circumferential direction of the
本実施例による固定子50の口出し導体5、6について説明する。
The
図4Aは、内周側口出し導体5の斜視図である。内周側口出し導体5は、第1の直線部5aと、第1の直線部5aよりも軸方向の外側に位置する第2の直線部5bを備える。第1の直線部5aと第2の直線部5bは、軸方向に平行に直線状に延伸し、径方向の位置が互いに異なる。第1の直線部5aは、固定子コア1のスロット7に収納される。第2の直線部5bは、コイルエンド部に位置し、口出し線(端末接続部)を構成する。第1の直線部5aと第2の直線部5bとの接続部の形状は、任意である。
FIG. 4A is a perspective view of the inner peripheral
内周側口出し導体5では、第2の直線部5bは、第1の直線部5aよりも、径方向の内側に位置する。
In the inner peripheral
第1の直線部5aは、軸方向の先端部に凸部を備える。この凸部がスロット7の中でセグメント導体3bの脚部の先端の凹部と嵌合することにより、内周側口出し導体5とセグメント導体3は、互いに軸方向に接続する。
The first
図4Bは、内周側口出し導体5の3面図である。
4B is a trihedral view of the inner peripheral
正面図は、内周側口出し導体5を径方向に沿って見た図であり、内周側口出し導体5が軸方向に沿って直線状に延伸していることを示している。
The front view is a view of the inner circumference
左側面図は、内周側口出し導体5を周方向に沿って見た図であり、第1の直線部5aと第2の直線部5bが互いに平行であることと、第1の直線部5aと第2の直線部5bの径方向の位置が互いに異なることを示している。内周側口出し導体5の厚さをwで表し、第1の直線部5aと第2の直線部5bの径方向の距離をdで表すと、距離dは、厚さwよりも大きい。すなわち、第2の直線部5bは、厚さw以上の距離dだけ第1の直線部5aから離れて、第1の直線部5aよりも径方向の内側に位置する。
The left side view is a view of the inner peripheral
上面図は、内周側口出し導体5を軸方向に沿って見た図であり、第1の直線部5aと第2の直線部5bの径方向の位置が互いに異なる(第2の直線部5bが第1の直線部5aよりも径方向の内側に位置する)ことを示している。
The top view is a view of the inner peripheral
外周側口出し導体6も、内周側口出し導体5と同様に、第1の直線部と、第1の直線部よりも軸方向の外側に位置する第2の直線部を備える。第1の直線部と第2の直線部は、軸方向に平行に直線状に延伸し、径方向の位置が互いに異なる。但し、外周側口出し導体6では、第2の直線部は、第1の直線部よりも、径方向の外側に位置する。すなわち、外周側口出し導体6では、第2の直線部は、厚さw以上の距離dだけ第1の直線部から離れて、第1の直線部よりも径方向の外側に位置する。
Like the inner
外周側口出し導体6でも、第1の直線部は、軸方向の先端部に凸部を備える。この凸部がスロット7の中でセグメント導体3bの脚部の先端の凹部と嵌合することにより、外周側口出し導体6とセグメント導体3は、互いに軸方向に接続する。
In the outer circumference
本実施例による固定子50では、固定子50の組立て時に、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6をスロット7に収納した後で、セグメント導体3をスロット7に収納する。
In the
図5Aと図5Bは、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6がスロット7に収納された固定子コア1を示す図である。
5A and 5B are views showing the
図5Aは、固定子コア1の斜視図である。内周側口出し導体5では、第2の直線部5bは、第1の直線部5a(図5Aには示さず)よりも、径方向の内側に位置する。外周側口出し導体6では、第2の直線部6bは、第1の直線部6a(図5Aには示さず)よりも、径方向の外側に位置する。
5A is a perspective view of the
図5Bは、固定子コア1の上面図(固定子コア1を軸方向に沿って見た図)である。
FIG. 5B is a top view of the stator core 1 (a view of the
本実施例による固定子50は、固定子コア1が48個のスロット7を備える。固定子50を備える回転電機の回転子の磁極数が8極であると、分布巻のコイルの跨りは45度の角度を有し、スロット7の位置Aと位置Bに配置されたコイルを周方向に2周させることで、1つの直列コイルを構成する。このコイルを、位置Cと位置Dのコイル、及び位置Eと位置Fのコイルと直列接続することで、位置A(1層目)から位置F(6層目)までつながったコイルを構成でき、口出し線をコイルの最内周部(1層目)と最外周部(6層目)に配置することができる。
In the
したがって、図5Aに示したように、内周側口出し導体5は、スロット7の位置A(1層目)に6本配置され、外周側口出し導体6は、スロット7の位置F(6層目)に6本配置される。
Therefore, as shown in FIG. 5A, six inner peripheral
上述したように、内周側口出し導体5では、第2の直線部が第1の直線部よりも径方向の内側に位置し、外周側口出し導体6では、第2の直線部が第1の直線部よりも径方向の外側に位置する。すなわち、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6は、第2の直線部の径方向の位置が、スロット7に収納されたセグメント導体3の径方向の位置と異なる。このため、本実施例による固定子50は、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6の口出し線を構成する第2の直線部5b、6bは、コイルエンド部のセグメント導体3(コイルエンド導体)と接触しない構造になっている。
As described above, in the inner peripheral
図5Bに示すように、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6がスロット7に収納された固定子コア1を軸方向に沿って見ると、セグメント導体3を収納する、スロット7の全ての孔が見える。このため、固定子50を組み立てるときには、セグメント導体3を、スロット7に収納した内周側口出し導体5と外周側口出し導体6に接触させることなく、スロット7に収納することができる。すなわち、口出し線を構成する内周側口出し導体5と外周側口出し導体6は、これらの口出し導体5、6のスロット7への収納後にスロット7に収納されるセグメント導体3に干渉しないように、固定子コア1に配置することが可能である。
As shown in FIG. 5B, when the
さらに、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6は、軸方向に沿って延伸する直線状であるため、口出し導体5、6をスロット7に挿入するときには、十分に大きな軸方向に平行な力を口出し導体5、6に与えることができる。したがって、口出し導体5、6が、第1の直線部5a、6aがセグメント導体3と嵌合することによりセグメント導体3と軸方向に接続する構成を備えても、嵌合に必要な大きな力を与えつつ、口出し導体5、6を軸方向に平行にスロット7に挿入し、第1の直線部5a、6aをセグメント導体3と軸方向に嵌合させて接続することができる。
Furthermore, since the inner peripheral
このため、口出し導体5、6がスロット7に設けられた絶縁物(絶縁ボビン2)を損傷させたり、セグメント導体3の絶縁被膜を損傷させたり、セグメント導体3を変形させたりすることはなく、固定子50の信頼性を高めることができる。また、固定子50は、セグメント導体3と口出し導体5、6に軸方向に平行な大きな力を与えることでコイルを固定子コア1に取り付けることができるので、容易に組み立てることができ、工数を増加させなくても信頼性を向上できる。
Therefore, the
内周側口出し導体5と外周側口出し導体6は、上述したようにスロット7に挿入されるので、位置の精度が高くスロット7に収納される。コイルの口出し線(端末接続部)は、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6で構成され、形状が簡単で直線状であるために、端末部分の位置精度が高く、端末接続板で保持することができる。
Since the inner peripheral
図6Aと図6Bは、端末接続板8で保持された内周側口出し導体5と外周側口出し導体6を示す図である。図6Aは、固定子コア1の斜視図である。図6Bは、固定子コア1の上面図(固定子コア1を軸方向に沿って見た図)である。端末接続板8は、固定子50のコイルエンド部の軸方向の外側に、コイルエンド部を覆うように設けられる。
6A and 6B are diagrams showing the inner peripheral
端末接続板8は、円環状の絶縁部材と、絶縁部材に設置された3種類の導体部9a、9b、9cを備える。導体部9a、9b、9cは、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6が貫通する穴を備え、コイルの端末接続を行う。端末接続板8は、導体部9a、9b、9cの穴で内周側口出し導体5と外周側口出し導体6を保持し、口出し導体5、6を接続する。導体部9cは、固定子50の入力端子10を備える。
The
図6Aと図6Bに示すコイルは、3相のコイルであり、コイルを構成する導体が1Y結線(スター結線)で接続されている。導体部9a、9cは、それぞれ3つ備えられ、導体部9bは、1つ備えられる。
The coils shown in FIGS. 6A and 6B are three-phase coils, and conductors forming the coils are connected by 1Y connection (star connection). Three
図6Aと図6Bでは、U相、V相、及びW相の3相のコイルが周方向に等間隔で配置されている。すなわち、3相のコイルは、機械角で120度間隔に配置されている。したがって、各相の内周側口出し導体5と外周側口出し導体6は、他の2相の内周側口出し導体5と外周側口出し導体6に対して、周方向に120度離れて等間隔に配置されている。(U相の内周側口出し導体5とV相の内周側口出し導体5は、周方向に120度離れて等間隔に配置されており、U相の外周側口出し導体6とV相の外周側口出し導体6は、周方向に120度離れて等間隔に配置されている。V相とW相、及びW相とU相についても同様である。)
図6Cは、コイルの結線(1Y結線)を示す接続図である。(1)番スロットの内周側口出し導体5と(7)番スロットの内周側口出し導体5とが接続され、(17)番スロットの内周側口出し導体5と(23)番スロットの内周側口出し導体5とが接続され、(33)番スロットの内周側口出し導体5と(39)番スロットの内周側口出し導体5とが接続される(パターン1)。さらに、中性点の3点である、(14)番スロットの外周側口出し導体6と(30)番スロットの外周側口出し導体6と(46)番スロットの外周側口出し導体6とが接続される(パターン2)。また、(8)番スロットの外周側口出し導体6と(24)番スロットの外周側口出し導体6と(40)番スロットの外周側口出し導体6は、それぞれ入力端子10に接続される(パターン3)。
In FIGS. 6A and 6B, three-phase coils of U-phase, V-phase, and W-phase are arranged at regular intervals in the circumferential direction. That is, the three-phase coils are arranged at intervals of 120 mechanical degrees. Therefore, the inner
FIG. 6C is a connection diagram showing coil connection (1Y connection). (1) The inner
図6Bは、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6を接続するこの3種類の配線パターンが端末接続板8に配置されていることを示している。端末接続板8には、導体部9a、9b、9cにより、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6を接続する3種類の配線パターンが、1つの平面上に配置される。導体部9aは、パターン1を接続する部材、すなわち、(1)番スロットの内周側口出し導体5と(7)番スロットの内周側口出し導体5とを接続する部材と、(17)番スロットの内周側口出し導体5と(23)番スロットの内周側口出し導体5とを接続する部材と、(33)番スロットの内周側口出し導体5と(39)番スロットの内周側口出し導体5とを接続する部材である。導体部9bは、パターン2を接続する部材、すなわち、(14)番スロットの外周側口出し導体6と(30)番スロットの外周側口出し導体6と(46)番スロットの外周側口出し導体6とを接続する部材である。導体部9cは、パターン3を接続する部材、すなわち、(8)番スロットの外周側口出し導体6と入力端子10とを接続する部材と、(24)番スロットの外周側口出し導体6と入力端子10とを接続する部材と、(40)番スロットの外周側口出し導体6入力端子10とを接続する部材である。
FIG. 6B shows that these three types of wiring patterns for connecting the inner circumference
図7Aと図7Bは、端末接続板8で保持された内周側口出し導体5と外周側口出し導体6を示す図であり、コイルを構成する導体が2Y並列接続(ダブルスター結線、または並列スター結線)で接続されたコイルを示す図である。
7A and 7B are diagrams showing the inner peripheral
図7Aと図7Bは、固定子コア1の斜視図である。内周側口出し導体5と外周側口出し導体6は、端末接続板8で保持されている。端末接続板8は、円環状の絶縁部材と、絶縁部材に設置された2種類の導体部9d、9eを備える。導体部9d、9eは、軸方向に並んで配置される。導体部9dは、絶縁部材の軸方向内側の面(裏面)に1つ備えられ、導体部9eは、絶縁部材の軸方向外側の面(表面)に3つ備えられる。なお、図7Bでは、端末接続板8は、導体部9d、9eのみを示しており、絶縁部材を示していない。
7A and 7B are perspective views of the
導体部9dは、円環状であり、中性点となる6本の口出し導体5、6を互いに接続する。導体部9eは、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6を1本ずつ入力端子10に接続する。
The
図7Cは、端末接続板8の上面図(端末接続板8を軸方向に沿って見た図)であり、端末接続板8の表面を示す図である。端末接続板8の表面には、3つの導体部9eが設置されている。
FIG. 7C is a top view of the terminal connection plate 8 (a view of the
図7Dは、端末接続板8の下面図(端末接続板8を軸方向に沿って見た図)であり、端末接続板8の裏面を示す図である。端末接続板8の裏面には、導体部9dが設置されている。
FIG. 7D is a bottom view of the terminal connection plate 8 (a view of the
図7Eは、図7Aと図7Bに示したコイルの結線(2Y並列接続)を示す接続図である。(1)番スロットの内周側口出し導体5と(14)番スロットの外周側口出し導体6と(17)番スロットの内周側口出し導体5と(30)番スロットの外周側口出し導体6と(33)番スロットの内周側口出し導体5と(46)番スロットの外周側口出し導体6とが接続される。また、(7)番スロットの内周側口出し導体5と(8)番スロットの外周側口出し導体6とが入力端子10に接続され、(23)番スロットの内周側口出し導体5と(24)番スロットの外周側口出し導体6とが入力端子10に接続され、(39)番スロットの内周側口出し導体5と(40)番スロットの外周側口出し導体6とが入力端子10に接続される。
FIG. 7E is a connection diagram showing the wire connection (2Y parallel connection) of the coils shown in FIGS. 7A and 7B. (1) Inner
図8Aは、本実施例による回転電機の固定子50と回転子60を示す図である。本実施例による回転電機は、ラジアルギャップ型であり、固定子50と、固定子50の内周側に設置された回転子60とを備える。回転子60は、シャフト11と、回転子コア13と、回転子コア13に埋め込まれて配置された磁石12を備え、シャフト11を回転軸として回転する。回転子60は、固定子50との間にわずかな磁気ギャップが設けられて、固定子50の内周側に回転可能に設置される。
FIG. 8A is a diagram showing the
図8Bは、本実施例による回転電機70を示す図であり、回転電機70の断面図である。固定子50の内周側には、微小なギャップを挟んで、回転子60が設置されている。固定子50の内周側口出し導体5は、コイルエンド部のセグメント導体3(コイルエンド導体)と接触しないように、第2の直線部5bが第1の直線部5aよりも径方向の内側に位置する(図5Bを参照)。このため、内周側口出し導体5は、径方向において、第2の直線部5bの位置が回転子60の外周の位置よりも内側である。すなわち、固定子50の内周側口出し導体5が設けられているコイルエンド部での内径は、回転子60の外径よりも小さい。
FIG. 8B is a diagram showing the rotating
従って、固定子50の内周側に回転子60を設置するときには、固定子50の内周側口出し導体5が設けられているコイルエンド部から(図8Bの右側から)固定子50の内周側に回転子60を挿入できず、内周側口出し導体5が設けられていないコイルエンド部から(図8Bの左側から)固定子50の内周側に回転子60を挿入することになる。
Therefore, when the
図9Aは、外周側口出し導体6の別形態を示す斜視図である。図9Aに示す外周側口出し導体6では、第2の直線部6bは、径方向外側に向かって直線状に延伸する。第2の直線部6bは、軸方向に垂直(すなわち、第1の直線部6aに垂直)に延伸してもよい。
FIG. 9A is a perspective view showing another form of the outer circumference
図9Bは、図9Aに示す外周側口出し導体6を備える固定子50の斜視図である。内周側口出し導体5では、第2の直線部5bは、第1の直線部5a(図9Bには示さず)よりも径方向の内側に位置し、軸方向に平行に直線状に延伸する。外周側口出し導体6では、第2の直線部6bは、第1の直線部6a(図9Bには示さず)よりも径方向の外側に位置し、径方向の外側に向かって直線状に延伸する。図9Aに示す外周側口出し導体6を備えた固定子50では、内周側口出し導体5で構成されたコイルの口出し線(端末接続部)は、軸方向に沿って延伸し、外周側口出し導体6で構成されたコイルの口出し線は、径方向に沿って延伸する。
FIG. 9B is a perspective view of the
図9Aに示す外周側口出し導体6を用いても、十分に大きな力を与えて口出し導体5、6を軸方向に平行にスロット7に挿入でき、口出し導体5、6がスロット7に設けられた絶縁物を損傷させたり、セグメント導体3の絶縁被膜を損傷させたり、セグメント導体3を変形させたりすることはなく、固定子50の信頼性を高めることができる。また、図9Aに示す外周側口出し導体6を用いた固定子50は、セグメント導体3と口出し導体5、6に軸方向に平行な大きな力を与えることでコイルを固定子コア1に取り付けることができるので、容易に組み立てることができ、工数を増加させなくても信頼性を向上できる。
Even if the
図10Aは、固定子50の別形態を示す斜視図である。図10Aに示す固定子50では、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6の周方向の位置が、図5A、図6A、図7Aに示した位置と異なる。図5A、図6A、図7Aでは、U相、V相、及びW相の3相のコイルが周方向に等間隔に配置されている。すなわち、3相のコイルは、機械角で120度間隔に配置されており、各相の内周側口出し導体5と外周側口出し導体6は、他の2相の内周側口出し導体5と外周側口出し導体6に対して、周方向に120度離れて等間隔に配置されている。
FIG. 10A is a perspective view showing another form of the
3相のコイルは、電気角で120度間隔に配置することもできる。すなわち、U相、V相、及びW相のコイルは、回転子60の磁極数をMとすると、周方向に240/M度離して配置することもできる。このような配置にすると、各相の内周側口出し導体5と外周側口出し導体6は、他の2相の内周側口出し導体5と外周側口出し導体6に対して、周方向に240/M度離れて配置される。(U相の内周側口出し導体5とV相の内周側口出し導体5は、周方向に240/M度離れて配置され、U相の外周側口出し導体6とV相の外周側口出し導体6は、周方向に240/M度離れて配置される。V相とW相、及びW相とU相についても同様である。)
磁極の対をなす部分における角度は、360/(M/2)度である。3相のコイルを電気角で120度間隔に配置すると、この角度360/(M/2)度を3等分した角度α(=360/(M/2)/3度)が、3相のコイルの機械角の間隔になる。角度αは240/M度であるので、3相のコイルは、互いに周方向に240/M度離れて配置される。
The three-phase coils can also be arranged at intervals of 120 electrical degrees. That is, if the number of magnetic poles of the
The angle at the pair of poles is 360/(M/2) degrees. If the three-phase coils are arranged at intervals of 120 electrical degrees, the angle α (=360/(M/2)/3 degrees) obtained by dividing this angle 360/(M/2) degrees into three equal parts is the three-phase coil. It becomes the interval of the mechanical angle of the coil. Since the angle α is 240/M degrees, the three-phase coils are circumferentially spaced apart from each other by 240/M degrees.
例えば、図10Aに示したように、回転子60の磁極数が8極(M=8)であると、3相のコイルを電気角で120度間隔に配置すると、3相のコイルは、周方向に機械角で30度離れて配置される。したがって、各相の内周側口出し導体5と外周側口出し導体6は、他の2相の内周側口出し導体5と外周側口出し導体6に対して、周方向に30度離れて配置される。(U相の内周側口出し導体5とV相の内周側口出し導体5は、周方向に30度離れて配置され、U相の外周側口出し導体6とV相の外周側口出し導体6は、周方向に30度離れて配置される。V相とW相、及びW相とU相についても同様である。)
このように配置すると、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6は、コイルエンド部の周方向の約半分の部分に配置することができる。このように配置しても、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6は、図5A、図6A、図7Aに示した口出し導体5、6と同様に、端末部分の位置精度が高く、端末接続板8で保持することができる。
For example, as shown in FIG. 10A, when the number of magnetic poles of the
By arranging them in this manner, the inner peripheral
図10Bは、図10Aに示した固定子50において、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6が端末接続板8で保持された状態を示す図である。図10Bに示した端末接続板8は、図6Aに示した端末接続板8と異なり、半円環状であり、固定子50の周方向の約半分の部分だけに設置されている。
10B is a diagram showing a state in which the inner peripheral
端末接続板8は、図10Bに示すように、固定子50のコイルエンド部よりも径方向の内側に突出する形状を備えることもできる。図10Bに示す半円環状の端末接続板8は、図6Aに示した端末接続板8よりも面積が小さく、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6を接続する配線パターンが設置できないこともあり得る。そこで、内周側口出し導体5と外周側口出し導体6を接続する配線パターンを設置するのに必要な面積を得るために、端末接続板8は、固定子50コイルエンド部よりも径方向の内側に突出してもよい。このようにして端末接続板8の面積を増やすと、端末接続板8での配線の自由度が大きくなる。
As shown in FIG. 10B , the
但し、端末接続板8がこのような形状を備えると、固定子50の内周側に回転子60を設置するときには、端末接続板8が設けられていないコイルエンド部から(図10Bの下側から)固定子50の内周側に回転子60を挿入する必要がある。
However, if the
図8Bと図10Bを用いて説明したように、回転電機70の組立てにおいて、固定子50の内周側に回転子60を設置するときには、固定子50の軸方向の一方のみ(すなわち、内周側口出し導体5が設けられていないコイルエンド部のみ)から、固定子50の内周側に回転子60を挿入する必要がある。
As described with reference to FIGS. 8B and 10B, in assembling the rotating
以下では、回転電機70の組立てにおいて、固定子50の内周側に回転子60を設置するときに、固定子50の軸方向の両側から、固定子50の内周側に回転子60を挿入できる構成を備える固定子50の例を説明する。
In the following, when the
図11Aと図11Bは、固定子50の軸方向の両側から、固定子50の内周側に回転子60を挿入できる構成を備える固定子50の例を示す図である。図11Aは、固定子コア1とセグメント導体3と内周側口出し導体5を、軸方向に沿って見た上面図である。図11Bは、固定子コア1とセグメント導体3と内周側口出し導体5を、周方向に沿って見た断面図である。図11Bには、回転子60の回転子コア13も示している。
11A and 11B are diagrams showing an example of a
図11Aと図11Bに示す固定子50では、内周側口出し導体5は、径方向において、第2の直線部5bの位置が回転子60の外周の位置よりも外側である。すなわち、固定子50の内周側口出し導体5が設けられているコイルエンド部での内径は、回転子60の外径よりも大きい。
In the
スロット7は、内周部に、セグメント導体3と内周側口出し導体5が配置されない隙間20を備える。内周側口出し導体5の第1の直線部5aは、スロット7の隙間20よりも径方向外側に位置する。このため、内周側口出し導体5の第2の直線部5bは、固定子50の内周よりも径方向外側に位置する。したがって、第2の直線部5bは、回転子60の外周よりも径方向外側に位置する。
The
内周側口出し導体5がこのような位置に配置されることで、固定子50の内周側に回転子60を設置するときに、内周側口出し導体5が設けられているコイルエンド部から回転子60を固定子50の内周側に挿入しても、回転子60が内周側口出し導体5に接触しないようにすることができる。すなわち、回転電機70の組立てにおいて、固定子50の内周側に回転子60を設置するときに、固定子50の軸方向の両側のどちらからでも、固定子50が回転子60に干渉せずに、回転子60を固定子50の内周側に挿入できる。
By arranging the inner circumference
回転電機70の固定子50のコイルには、回転子60に近いコイルほど高周波の渦電流損失が発生することが知られている。このため、高速回転する回転電機70では、固定子50のスロット7の内周部(回転子側)に隙間20を設けるのが望ましい。図11Aと図11Bに示す固定子50は、回転電機70の組立てに自由度を与えるだけでなく、コイルに発生する渦電流損失を低減することもできる。
It is known that coils of the
本実施例による固定子50では、組み立てるときにコイルを構成する導体(セグメント導体3、内周側口出し導体5、外周側口出し導体6)に軸方向の応力を与える必要があるが、コイルを構成する導体に軸方向の応力を与えても、従来の固定子51に比べて、コイルを構成する導体が絶縁部材や固定子コア1を損傷させることが極めて少ない。固定子コア1は、応力に対して敏感であり、応力が加わると鉄損が増大するものもある。本実施例による固定子50は、固定子コア1が高グレードの電磁鋼板やアモルファスなどの低損失材料で構成されていても、鉄損の増大を防止できる。また、本実施例による固定子50では、回転子60を固定子50の内周側に挿入するときにコイルと絶縁物と固定子コア1の損傷やコイルの変形などを防止できるとともに、必要なコイルの種類を低減でき、必要な組立治具や設備投資も低減できる。さらに、回転電機70の組立プロセスを簡略化できるので、回転電機70の製造コストの削減が期待できる。
In the
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, the above embodiments have been described in detail in order to facilitate understanding of the present invention, and the present invention is not necessarily limited to aspects having all the described configurations. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment. It is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to delete a part of the configuration of each embodiment, or to add or replace another configuration.
1…固定子コア、2…絶縁ボビン、3、3a、3b…セグメント導体、4…口出し導体、5…内周側口出し導体、5a…第1の直線部、5b…第2の直線部、6…外周側口出し導体、6a…第1の直線部、6b…第2の直線部、7…スロット、8…端末接続板、9a、9b、9c、9d、9e…導体部、10…入力端子、11…シャフト、12…磁石、13…回転子コア、20…隙間、50…固定子、51…従来の固定子、60…回転子、70…回転電機。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記スロットに収納されたセグメント導体と、口出し線を構成する口出し導体とを備えたコイルと、
を備え、
前記口出し導体は、前記スロットに収納され軸方向に平行な第1の直線部と、コイルエンド部に位置する第2の直線部とを備え、前記第1の直線部が前記セグメント導体と軸方向に嵌合して接続しており、
前記第1の直線部と前記第2の直線部は、径方向の位置が互いに異なり、
前記口出し導体は、前記スロットの内周部に収納された内周側口出し導体と、前記スロットの外周部に収納された外周側口出し導体とを備え、
前記内周側口出し導体は、前記第2の直線部が前記第1の直線部よりも径方向の内側に位置し、
前記外周側口出し導体は、前記第2の直線部が前記第1の直線部よりも径方向の外側に位置する、
ことを特徴とする固定子。 a toric stator core with slots;
a coil comprising a segment conductor housed in the slot and a lead conductor constituting a lead wire;
with
The lead-out conductor includes a first straight portion accommodated in the slot and parallel to the axial direction, and a second straight portion positioned at the coil end portion, the first straight portion axially extending from the segment conductor. is mated and connected to
the first straight portion and the second straight portion are different in radial position,
The lead conductor includes an inner circumference lead conductor accommodated in the inner circumference of the slot and an outer circumference lead conductor accommodated in the outer circumference of the slot,
wherein the second straight portion of the inner peripheral lead conductor is located radially inside the first straight portion ;
The outer circumference side lead conductor has the second linear portion located radially outside the first linear portion ,
A stator characterized by:
前記固定子の内周側に設置された回転子と、
を備えることを特徴とする回転電機。 The stator of claim 1;
a rotor installed on the inner peripheral side of the stator;
A rotating electric machine, comprising:
請求項2に記載の回転電機。 The second straight portion is parallel to the axial direction,
The rotary electric machine according to claim 2.
請求項2に記載の回転電機。 The second straight portion of the inner peripheral side lead conductor and the outer peripheral side lead conductor does not contact the segment conductor,
The rotary electric machine according to claim 2 .
前記固定子の内周側に設置された回転子と、
を備え、
前記固定子は、
スロットを備えた円環状の固定子コアと、
前記スロットに収納されたセグメント導体と、口出し線を構成する口出し導体とを備えたコイルと、
を備え、
前記口出し導体は、前記スロットに収納され軸方向に平行な第1の直線部と、コイルエンド部に位置する第2の直線部とを備え、前記第1の直線部が前記セグメント導体と軸方向に嵌合して接続しており、
前記第1の直線部と前記第2の直線部は、径方向の位置が互いに異なり、
前記口出し導体は、前記スロットの内周部に収納された内周側口出し導体と、前記スロットの外周部に収納された外周側口出し導体とを備え、
前記内周側口出し導体は、前記第2の直線部が軸方向に平行であり、
前記外周側口出し導体は、前記第2の直線部が軸方向に垂直である、
ことを特徴とする回転電機。 a stator;
a rotor installed on the inner peripheral side of the stator;
with
The stator is
a toric stator core with slots;
a coil comprising a segment conductor housed in the slot and a lead conductor constituting a lead wire;
with
The lead-out conductor includes a first straight portion accommodated in the slot and parallel to the axial direction, and a second straight portion positioned at the coil end portion, the first straight portion axially extending from the segment conductor. is mated and connected to
the first straight portion and the second straight portion are different in radial position,
The lead conductor includes an inner circumference lead conductor accommodated in the inner circumference of the slot and an outer circumference lead conductor accommodated in the outer circumference of the slot,
the second straight portion of the inner peripheral lead conductor is parallel to the axial direction,
In the outer circumference side lead conductor, the second straight portion is perpendicular to the axial direction,
A rotating electrical machine characterized by:
前記端末接続板は、前記口出し導体を保持して接続する導体部を備える、
請求項2に記載の回転電機。 the stator includes terminal connection plates axially outside the coil end portions,
The terminal connection plate includes a conductor portion that holds and connects the lead conductor,
The rotary electric machine according to claim 2.
各相の前記口出し導体は、他の2相の前記口出し導体に対して、周方向に等間隔に配置されている、
請求項6に記載の回転電機。 The stator includes the three-phase coils,
The lead conductors of each phase are arranged at regular intervals in the circumferential direction with respect to the lead conductors of the other two phases.
The rotary electric machine according to claim 6 .
前記回転子の磁極数がMであり、
各相の前記口出し導体は、他の2相の前記口出し導体に対して、周方向に240/M度離れて配置されている、
請求項6に記載の回転電機。 The stator includes the three-phase coils,
The number of magnetic poles of the rotor is M,
The lead conductors of each phase are arranged 240/M degrees apart in the circumferential direction from the lead conductors of the other two phases,
The rotary electric machine according to claim 6 .
前記固定子の内周側に設置された回転子と、
を備え、
前記固定子は、
スロットを備えた円環状の固定子コアと、
前記スロットに収納されたセグメント導体と、口出し線を構成する口出し導体とを備えたコイルと、
を備え、
前記口出し導体は、前記スロットに収納され軸方向に平行な第1の直線部と、コイルエンド部に位置する第2の直線部とを備え、前記第1の直線部が前記セグメント導体と軸方向に嵌合して接続しており、
前記第1の直線部と前記第2の直線部は、径方向の位置が互いに異なり、
前記口出し導体は、前記スロットの内周部に収納された内周側口出し導体と、前記スロットの外周部に収納された外周側口出し導体とを備え、
前記内周側口出し導体は、径方向において、前記第2の直線部の位置が前記回転子の外周の位置よりも内側である、
ことを特徴とする回転電機。 a stator;
a rotor installed on the inner peripheral side of the stator;
with
The stator is
a toric stator core with slots;
a coil comprising a segment conductor housed in the slot and a lead conductor constituting a lead wire;
with
The lead-out conductor includes a first straight portion accommodated in the slot and parallel to the axial direction, and a second straight portion positioned at the coil end portion, the first straight portion axially extending from the segment conductor. is mated and connected to
the first straight portion and the second straight portion are different in radial position,
The lead conductor includes an inner circumference lead conductor accommodated in the inner circumference of the slot and an outer circumference lead conductor accommodated in the outer circumference of the slot,
The position of the second straight portion of the inner circumference side lead conductor is radially inside the position of the outer circumference of the rotor.
A rotating electrical machine characterized by:
請求項2または5に記載の回転電機。 In the inner peripheral side lead conductor, the position of the second straight portion is outside the position of the outer circumference of the rotor in the radial direction.
The rotary electric machine according to claim 2 or 5 .
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002218688A (en) | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Denso Corp | Alternator for vehicle |
JP2009124902A (en) | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Hitachi Ltd | Rotating electric machine and vehicle-mounted electric machine system equipped with the same |
JP2009194999A (en) | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Denso Corp | Manufacturing method of stator coil |
JP2015023771A (en) | 2013-07-23 | 2015-02-02 | トヨタ自動車株式会社 | Rotary electric machine stator and manufacturing method thereof |
-
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