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 INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stator and a rotating electrical machine including the stator, and more particularly to a stator coil structure and a radial gap rotating electrical machine.

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 Patent Document 1, two legs of a hairpin-shaped conductor segment are inserted into a stator core of a motor, and the conductor segment is bent at a coil end portion on the side opposite to the inserted side, and another coil is arranged in the circumferential direction. describes a method of manufacturing a stator by welding with bent portions of hairpin-shaped conductor segments to form toroidal coils. The method described in Patent Document 1 has the effect of increasing the slot space factor. and residual stress remains in the weld when bent. For this reason, there is a problem that it is difficult to ensure the reliability of welding joints, and there is room for improvement as a manufacturing method. In addition, since a space around the welded portion must be secured for welding, there is also a problem that the coil end portion on the welded side becomes large.

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。 Patent Document 2 describes a stator that attempts to solve these problems. In the stator of Patent Document 2, a conductor segment that constitutes a coil has a plurality of parts divided by V-shaped end faces, and these parts are combined with each other in the axial direction at the end faces. These portions of the conductor segments are joined together with a conductive paste adhesive. In the stator disclosed in Patent Literature 2, since the coil end portions are not welded, the effect of reducing the resistance value of the coil can be expected by optimally designing the shape of the coil end portions. However, since it is necessary to apply an adhesive to each of the joints between the conductors to assemble the coil, there is a problem that the number of man-hours increases and it is difficult to ensure reliability. The V-shaped end faces can also be combined by simply fitting them without joining them with a conductive paste adhesive. However, it is difficult to ensure reliability only by fitting the V-shaped end faces. It is generally known that it is difficult to make contact with the V-shaped fitting part at the surface, and that some part of the V surface makes linear contact. Moreover, considering manufacturing variations, it is difficult to imagine that all of the linear contact portions are held in the same plane in the axial direction, and it is difficult to firmly connect (contact) all of the linear contact portions. It is believed that there is.

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。 Patent Document 3 describes a stator in which two conductors divided in the axial direction are connected by a convex joint and a concave joint to form a coil. In the stator manufacturing method of Patent Document 3, in order to ensure connection reliability, after forming a coil by connecting conductors with the connecting portion exposed, split cores are joined in the circumferential direction to form a stator core. to form The stator of Patent Literature 3 also has the problem that the number of man-hours increases and it is difficult to ensure the reliability of the connection portion of the conductor.

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 Patent Document 3, Patent Document 4 describes a stator in which a conductor having a convex joint and a conductor having a concave joint are connected to form a coil. In the stator manufacturing method of Patent Document 4, after the conductor is inserted into the slot, stress is applied to a part of the conductor to widen the width of the conductor in the slot, and a highly reliable connection is obtained by a crimping effect to improve conductivity. ensure If the width of the conductor is widened at all the connection portions of the conductor in order to ensure the reliability of the connection portion of the conductor, there is a problem that the number of man-hours increases.

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.

特開2011-239651号公報JP 2011-239651 A 特開2015-23771号公報JP 2015-23771 A 特開2013-208038号公報JP 2013-208038 A 特開2016-187245号公報JP 2016-187245 A

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.

本発明の実施例による固定子を示す斜視図である。1 is a perspective view of a stator according to an embodiment of the present invention; FIG. 固定子コアのスロットに収納されたセグメント導体を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing segment conductors housed in slots of the stator core; 図2Aに示した固定子コアとセグメント導体を軸方向に沿って見た図である。2B is an axial view of the stator core and segment conductors shown in FIG. 2A; FIG. 固定子コアのスロットに収納されるコイル(セグメント導体)を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing coils (segment conductors) housed in slots of a stator core; 従来の固定子を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a conventional stator; 2つの脚部を備えるヘアピン形状のセグメント導体をスロットに挿入するときに、セグメント導体に加わる応力を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing stress applied to a segment conductor when a hairpin-shaped segment conductor having two legs is inserted into a slot; 脚部を1つだけ備える口出し導体をスロットに挿入するときに、口出し導体に加わる応力を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing stress applied to a lead conductor when the lead conductor having only one leg is inserted into a slot; 内周側口出し導体の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of an inner peripheral lead conductor; 内周側口出し導体の3面図である。3 is a trihedral view of an inner peripheral lead conductor; FIG. 内周側口出し導体と外周側口出し導体がスロットに収納された固定子コアの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a stator core in which an inner peripheral lead conductor and an outer peripheral lead conductor are accommodated in slots; 内周側口出し導体と外周側口出し導体がスロットに収納された固定子コアの上面図である。FIG. 4 is a top view of a stator core in which an inner peripheral lead conductor and an outer peripheral lead conductor are accommodated in slots; 端末接続板で保持された内周側口出し導体と外周側口出し導体を示す、固定子コアの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the stator core showing inner and outer conductors held by terminal connection plates; 端末接続板で保持された内周側口出し導体と外周側口出し導体を示す、固定子コアの上面図である。FIG. 4 is a top view of the stator core showing inner and outer conductors held by terminal connection plates; コイルの結線(1Y結線)を示す接続図である。FIG. 3 is a connection diagram showing coil connection (1Y connection). 端末接続板で保持された内周側口出し導体と外周側口出し導体を示す、固定子コアの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the stator core showing inner and outer conductors held by terminal connection plates; 端末接続板(導体部のみを示す)で保持された内周側口出し導体と外周側口出し導体を示す、固定子コアの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a stator core showing inner and outer conductors held by terminal connection plates (only conductor portions are shown); 端末接続板の上面図であり、端末接続板の表面を示す図である。FIG. 4 is a top view of the terminal connection plate, showing the surface of the terminal connection plate; 端末接続板の下面図であり、端末接続板の裏面を示す図である。It is a bottom view of a terminal connection board, and is a figure which shows the back surface of a terminal connection board. コイルの結線(2Y並列接続)を示す接続図である。FIG. 4 is a connection diagram showing coil connections (2Y parallel connection). 本実施例による回転電機の固定子と回転子を示す図である。It is a figure which shows the stator and rotor of the rotary electric machine by a present Example. 本実施例による回転電機を示す図である。It is a figure which shows the rotary electric machine by a present Example. 外周側口出し導体の別形態を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing another form of the outer circumference side lead-out conductor; 図9Aに示す外周側口出し導体を備える固定子の斜視図である。FIG. 9B is a perspective view of a stator provided with the outer-peripheral lead conductors shown in FIG. 9A; 固定子の別形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another form of a stator. 図10Aに示した固定子において、内周側口出し導体と外周側口出し導体が端末接続板で保持された状態を示す図である。10B is a diagram showing a state in which the inner peripheral lead conductor and the outer peripheral lead conductor are held by the terminal connection plate in the stator shown in FIG. 10A; FIG. 固定子の軸方向の両側から、固定子の内周側に回転子を挿入できる構成を備える固定子の例を示す図(軸方向に沿って見た上面図)である。FIG. 4 is a diagram (top view viewed along the axial direction) showing an example of a stator having a structure in which a rotor can be inserted into the inner peripheral side of the stator from both sides in the axial direction of the stator; 固定子の軸方向の両側から、固定子の内周側に回転子を挿入できる構成を備える固定子の例を示す図(周方向に沿って見た断面図)である。FIG. 4 is a view (cross-sectional view along the circumferential direction) showing an example of a stator having a structure in which a rotor can be inserted from both sides in the axial direction of the stator to the inner peripheral side of the 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 stator 50 shown in FIG. 1 is used, for example, in a radial gap type rotary electric machine. The stator 50 has a stator core 1 with slots 7 and coils housed in the slots 7 . The stator core 1 has an annular shape around the axial direction and is provided with slots 7 on the inner periphery. At least teeth portions of the stator core 1 are made of a soft magnetic material such as amorphous or nanocrystalline alloy. The coils of the stator 50 shown in FIG. 1 have a wave winding structure.

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 segment conductor 3 and lead conductors 5 and 6 forming lead wires (terminal connecting portions). A portion of the segment conductor 3 protruding axially from the slot 7 constitutes a coil end portion. The segment conductors 3 at the coil end portions are also called coil end conductors. The lead conductors 5 and 6 include six inner circumference lead conductors 5 positioned on the inner circumference of the coil end and six outer circumference lead conductors 6 positioned on the outer circumference of the coil end. The inner peripheral lead conductor 5 is accommodated in the inner peripheral portion of the slot 7 and extends linearly in parallel with the axial direction. The outer conductor 6 is housed in the outer circumference of the slot 7 and extends linearly parallel to the axial direction. That is, the inner peripheral side lead conductor 5 and the outer peripheral side lead conductor 6 are located at different radial positions and extend linearly in parallel to each other. The inner peripheral lead conductor 5 may be accommodated in the innermost peripheral portion of the slot 7 , and the outer peripheral lead conductor 6 may be accommodated in the outermost peripheral portion of the slot 7 .

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。 Conductors 3, 5, and 6 forming a coil are housed in a slot 7 using an insulating bobbin 2, which is a tubular member made of resin.

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 stator 50. FIG. In this embodiment, 48 slots 7 are arranged in the stator core 1 at a pitch of 7.5 degrees in the circumferential direction, and six segment conductors 3 are arranged in the radial direction in each slot 7. show.

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 segment conductors 3 accommodated in slots 7 of stator core 1. FIG. The segment conductor 3 has a hairpin shape (a U-shape having two legs and a bent portion connecting them), the opening angle of the two legs is 45 degrees, and the insulating bobbin installed in the slot 7 It is housed in 2.

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 stator core 1 and segment conductors 3 shown in FIG. 2A. Segment conductors 3 are accommodated in slots 7 .

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 slots 7 of stator core 1. FIG. The coil is composed of a hairpin-shaped segment conductor 3a having a bent portion in one axial direction and a hairpin-shaped segment conductor 3b having a bent portion in the other axial direction. The segment conductor 3a has a convex portion at the other end in the axial direction of the two legs. The segment conductor 3b has a concave portion at one end in the axial direction of two legs. The segment conductors 3 a and 3 b are axially connected to each other by fitting the projections and recesses of the ends of the legs in the slots 7 . The segment conductors 3a and 3b are axially coupled to each other in this manner to form a wave-wound coil.

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 stator core 1 . The twelve slots 7 shown in FIG. 2B are numbered from (1) to (12). The radial positions of the six segment conductors 3 accommodated in the slots 7 are represented by A to F. Position A is the innermost peripheral portion (first layer) of the slot 7 , and position F is the outermost peripheral portion (sixth layer) of the slot 7 .

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 segment conductors 3 arranged in the radial direction. One leg of the radially innermost segment conductor 3 is placed at the position A of the (5) slot, and the other leg is housed at the position B of the (11) slot. One leg of the radially outermost segment conductor 3 is placed at the position E of the (5) slot, and the other leg is housed at the position F of the (11) slot. One leg of the segment conductor 3 between these segment conductors 3 is placed in the position C of the (5) slot and the other leg is housed in the position D of the (11) slot.

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 segment conductors 3 axially connected to these three segment conductors 3 are arranged so that the segment conductors 3 form a wave-wound coil, as shown by the segment conductors 3a and 3b in FIG. 2C.

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 segment conductors 3 into the slots 7, all the segment conductors 3 are combined in the same state as when they are housed in the slots 7, and then placed in this state. It is necessary to insert the segment conductors 3 as they are into the slots 7 (insert all the segment conductors 3 into the slots 7 at the same time). For example, after placing three segment conductors 3 in slot 7 as shown in FIG. Therefore, the segment conductor 3 cannot be inserted into the position A of the (6) slot. Therefore, in order to insert the segment conductors 3 constituting the coil of the wave winding structure into the slots 7, the segment conductors 3 combined in the same state as when stored in the slots 7 are moved in parallel in the axial direction. It must be inserted into slot 7.

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 stator 50 shown in FIG. 1, it can be seen that the hairpin-shaped segment conductors 3 are housed in the slots 7 so as to overlap each other in the radial direction to form a coil.

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 lead conductors 5 bend radially inward at the portion immediately after exiting the slot 7 and do not contact the segment conductors 3 (coil end conductors) at the coil end portions. It has a shape. The six outer circumference lead conductors 6 are bent radially outward at a portion immediately after coming out of the slot 7 so as not to come into contact with the coil end conductors. The inner peripheral lead conductor 5 is accommodated in the radially innermost part of the slot 7 and positioned in the radially innermost part of the coil end portion. The six outer circumference lead conductors 6 are accommodated in the radially outermost part of the slot 7 and are located in the radially outermost part of the coil end portion. The lead conductors 5 and 6 are thus arranged to avoid interference with the coil end conductors.

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 conventional stator 51. FIG. In the conventional stator 51, the lead conductor 4 of the coil has a part that protrudes from the slot 7 at the same angle as the segment conductor 3 and constitutes the coil end part, and a lead wire (terminal connection part) that extends parallel to the axial direction. ). The segment conductor 3 has a hairpin shape with two legs. The lead conductor 4 has only one leg and lacks stability when inserted into the slot 7 .

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 segment conductor 3 when the hairpin-shaped segment conductor 3 having two legs is inserted into the slot 7 . When a stress Fs is applied along the axial direction to the bent portion (top portion) of the segment conductor 3, the stress Fs is almost evenly distributed to the two legs. Therefore, the segment conductor 3 can be inserted into the slot 7 by applying a force parallel to the axial direction.

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 slot 7 . When a stress Fs is applied to one end of the lead conductor 4 along the axial direction, the lead conductor 4 receives not only a force parallel to the axial direction but also a force in a direction that tilts the lead conductor 4 from the axial direction. Therefore, it is difficult to insert the lead conductor 4 into the slot 7 along the axial direction, and the lead wire may not be parallel to the axial direction. As a result, the lead conductor 4 may damage the insulator (insulating bobbin 2) provided in the slot 7, damage the insulating coating of the segment conductor 3, or deform the lead conductor 4 to insert it into the slot 7. It can happen that you can't.

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 stator core 1 and are inserted into the slots 7 in combination with the segment conductors 3 , which may cause frequent manufacturing defects of the stator 51 . In addition, when the coil is configured by fitting the ends of two segment conductors 3a and 3b together and connecting them in the axial direction as shown in FIG. 2C, a large force is required for fitting. However, the lead-out conductor 4 is not suitable for a configuration in which the connection is made by fitting with a large force. Even if the coil is composed of segment conductors 3 that are elongated in the axial direction and two segment conductors do not have to be connected to each other, if the lead conductor 4 is long and the insertion resistance into the slot 7 is large, the lead conductor 4 damage and deformation of the lead conductor 4 may occur.

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 lead conductors 5 and 6 of the stator 50 according to this embodiment will be described.

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 lead conductor 5. FIG. The inner peripheral lead conductor 5 includes a first straight portion 5a and a second straight portion 5b located axially outside the first straight portion 5a. The first straight portion 5a and the second straight portion 5b extend linearly in parallel to the axial direction, and their positions in the radial direction are different from each other. The first linear portion 5 a is accommodated in the slot 7 of the stator core 1 . The second straight portion 5b is positioned at the coil end portion and constitutes a lead wire (terminal connection portion). The shape of the connecting portion between the first straight portion 5a and the second straight portion 5b is arbitrary.

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 lead conductor 5, the second straight portion 5b is located radially inside the first straight portion 5a.

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 linear portion 5a has a convex portion at its tip in the axial direction. By fitting the convex portion into the concave portion at the tip of the leg portion of the segment conductor 3b in the slot 7, the inner peripheral side lead conductor 5 and the segment conductor 3 are connected to each other in the axial direction.

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 lead conductor 5. FIG.

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 side lead conductor 5 viewed along the radial direction, and shows that the inner circumference side lead conductor 5 extends linearly along the axial direction.

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 lead conductor 5 viewed along the circumferential direction. and the second linear portion 5b are different from each other in the radial direction. When the thickness of the inner peripheral lead conductor 5 is represented by w, and the radial distance between the first straight portion 5a and the second straight portion 5b is represented by d, the distance d is greater than the thickness w. That is, the second linear portion 5b is separated from the first linear portion 5a by a distance d equal to or greater than the thickness w, and positioned radially inward of the first linear portion 5a.

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 lead conductor 5 viewed along the axial direction, and the radial positions of the first straight portion 5a and the second straight portion 5b are different from each other (the second straight portion 5b is located radially inward of the first straight portion 5a).

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 circumference lead conductor 5, the outer circumference lead conductor 6 also has a first straight section and a second straight section located axially outside the first straight section. The first linear portion and the second linear portion extend linearly in parallel to the axial direction, and their positions in the radial direction are different from each other. However, in the outer circumference side lead-out conductor 6, the second straight portion is located radially outside the first straight portion. That is, in the outer peripheral lead conductor 6 , the second straight portion is separated from the first straight portion by a distance d equal to or greater than the thickness w, and positioned radially outside the first straight portion.

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 side lead conductor 6 as well, the first linear portion has a convex portion at the tip portion in the axial direction. By fitting the convex portion into the concave portion at the tip of the leg portion of the segment conductor 3b in the slot 7, the outer peripheral side lead-out conductor 6 and the segment conductor 3 are connected to each other in the axial direction.

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 stator 50 according to the present embodiment, the segment conductors 3 are accommodated in the slots 7 after the inner peripheral lead conductors 5 and the outer peripheral lead conductors 6 are accommodated in the slots 7 when the stator 50 is assembled.

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 stator core 1 in which the inner peripheral lead conductor 5 and the outer peripheral lead conductor 6 are accommodated in the slots 7. FIG.

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 stator core 1. FIG. In the inner peripheral lead conductor 5, the second straight portion 5b is located radially inside the first straight portion 5a (not shown in FIG. 5A). In the outer circumference lead conductor 6, the second straight portion 6b is located radially outside the first straight portion 6a (not shown in FIG. 5A).

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 stator core 1 viewed along the axial direction).

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 stator 50 according to this embodiment, the stator core 1 has 48 slots 7 . If the number of magnetic poles of the rotor of the rotary electric machine provided with the stator 50 is eight, the distributed winding coil straddle has an angle of 45 degrees, and the coils arranged at the positions A and B of the slots 7 are rotated. One series coil is configured by making two turns in the direction. By connecting this coil in series with the coils at positions C and D and the coils at positions E and F, a coil connected from position A (first layer) to position F (sixth layer) can be configured, Lead wires can be arranged on the innermost peripheral portion (first layer) and the outermost peripheral portion (sixth layer) of the coil.

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 lead conductors 5 are arranged at the position A of the slot 7 (first layer), and six outer peripheral lead conductors 6 are arranged at the position F of the slot 7 (sixth layer). ) are arranged.

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 lead conductor 5, the second straight portion is located radially inside the first straight portion, and in the outer peripheral lead conductor 6, the second straight portion is positioned radially inward of the first straight portion. It is located radially outside the straight portion. That is, the radial positions of the second straight portions of the inner peripheral lead conductor 5 and the outer peripheral lead conductor 6 are different from the radial positions of the segment conductors 3 accommodated in the slots 7 . For this reason, in the stator 50 according to this embodiment, the second straight portions 5b and 6b forming the lead wires of the inner circumference side lead conductor 5 and the outer circumference side lead conductor 6 correspond to the segment conductors 3 (coil end portions) of the coil end portions. conductor).

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 stator core 1 in which the inner peripheral lead conductor 5 and the outer peripheral lead conductor 6 are accommodated in the slots 7 is viewed along the axial direction, all of the slots 7 accommodating the segment conductors 3 can be seen. holes are visible. Therefore, when assembling the stator 50 , the segment conductors 3 can be accommodated in the slots 7 without contacting the inner peripheral lead conductors 5 and the outer peripheral lead conductors 6 accommodated in the slots 7 . That is, the inner peripheral side lead conductor 5 and the outer peripheral side lead conductor 6 constituting the lead wire are arranged so as not to interfere with the segment conductor 3 which is accommodated in the slot 7 after these lead conductors 5 and 6 are accommodated in the slot 7. It can be arranged in the stator core 1 .

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 side lead conductor 5 and the outer peripheral side lead conductor 6 are linear and extend along the axial direction, when the lead conductors 5 and 6 are inserted into the slot 7, a sufficiently large diameter parallel to the axial direction is required. A force can be applied to the lead conductors 5,6. Therefore, even if the lead conductors 5 and 6 are connected to the segment conductor 3 in the axial direction by fitting the first straight portions 5a and 6a to the segment conductor 3, a large force required for fitting is applied. The lead conductors 5 and 6 can be inserted into the slot 7 in parallel with the axial direction, and the first straight portions 5a and 6a can be fitted and connected to the segment conductor 3 in the axial direction.

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 lead conductors 5 and 6 do not damage the insulator (insulating bobbin 2) provided in the slot 7, damage the insulation coating of the segment conductor 3, or deform the segment conductor 3. The reliability of the stator 50 can be improved. In addition, since the stator 50 can attach the coil to the stator core 1 by applying a large force parallel to the axial direction to the segment conductors 3 and the lead conductors 5 and 6, it can be easily assembled and the number of man-hours can be reduced. Reliability can be improved without increasing it.

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 lead conductor 5 and the outer peripheral lead conductor 6 are inserted into the slot 7 as described above, they are housed in the slot 7 with high positional accuracy. The lead wire (terminal connection part) of the coil is composed of the inner circumference side lead conductor 5 and the outer circumference side lead conductor 6. Since the shape is simple and linear, the positional accuracy of the terminal part is high, and the terminal connection plate can hold.

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 lead conductor 5 and the outer peripheral lead conductor 6 held by the terminal connection plate 8. FIG. 6A is a perspective view of the stator core 1. FIG. FIG. 6B is a top view of the stator core 1 (a view of the stator core 1 viewed along the axial direction). The terminal connection plate 8 is provided axially outside the coil end portions of the stator 50 so as to cover the coil end portions.

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 terminal connection plate 8 includes an annular insulating member and three types of conductor portions 9a, 9b, and 9c provided on the insulating member. The conductor portions 9a, 9b, and 9c are provided with holes through which the inner circumference side lead conductor 5 and the outer circumference side lead conductor 6 penetrate, and perform terminal connection of the coil. The terminal connection plate 8 holds the inner circumference side lead conductor 5 and the outer circumference side lead conductor 6 in the holes of the conductor portions 9a, 9b, and 9c, and connects the lead conductors 5 and 6 together. The conductor portion 9 c includes the input terminals 10 of the stator 50 .

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 conductor portions 9a and 9c are provided, and one conductor portion 9b is provided.

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 circumference lead conductor 5 and the outer circumference lead conductor 6 of each phase are equally spaced apart from the other two phase inner circumference lead conductors 5 and outer circumference lead conductors 6 in the circumferential direction by 120 degrees. are placed. (The U-phase inner lead conductor 5 and the V-phase inner lead conductor 5 are arranged at equal intervals of 120 degrees in the circumferential direction, and the U-phase outer lead conductor 6 and the V-phase outer lead conductor The side lead conductors 6 are arranged at regular intervals of 120 degrees in the circumferential direction (the same applies to the V-phase and W-phase, and the W-phase and U-phase).
FIG. 6C is a connection diagram showing coil connection (1Y connection). (1) The inner circumference lead conductor 5 of the No. slot and the inner circumference lead conductor 5 of the (7) slot are connected, and the inner circumference lead conductor 5 of the (17) slot and the inner circumference lead conductor 5 of the (23) slot are connected. The inner circumference lead conductor 5 of the (33) slot and the inner circumference lead conductor 5 of the (39) slot are connected (pattern 1). Furthermore, the three neutral points, the outer conductor 6 of the (14) slot, the outer conductor 6 of the (30) slot, and the outer conductor 6 of the (46) slot are connected. (Pattern 2). The outer conductor 6 of the (8) slot, the outer conductor 6 of the (24) slot, and the outer conductor 6 of the (40) slot are each connected to the input terminal 10 (pattern 3 ).

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 side lead conductor 5 and the outer circumference side lead conductor 6 are arranged on the terminal connection plate 8 . On the terminal connection plate 8, three types of wiring patterns are arranged on one plane for connecting the inner circumference side lead conductor 5 and the outer circumference side lead conductor 6 by means of conductor portions 9a, 9b, and 9c. The conductor portion 9a comprises a member for connecting the pattern 1, that is, a member for connecting the inner circumference lead conductor 5 of the (1) slot and the inner circumference lead conductor 5 of the (7) slot, and (17) A member that connects the inner peripheral lead conductor 5 of the slot and the inner peripheral lead conductor 5 of the (23) slot, and the inner peripheral lead conductor 5 of the (33) slot and the inner peripheral side of the (39) slot. It is a member that connects with the lead conductor 5 . The conductor portion 9b is a member that connects the pattern 2, that is, the outer conductor 6 of the (14) slot, the outer conductor 6 of the (30) slot, and the outer conductor 6 of the (46) slot. It is a member that connects The conductor portion 9c is a member that connects the pattern 3, that is, a member that connects the outer conductor 6 of the (8) slot and the input terminal 10, and the outer conductor 6 of the (24) slot and the input terminal. 10 and a member for connecting the input terminal 10 of the outer conductor 6 of the (40) slot.

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 lead conductor 5 and the outer peripheral lead conductor 6 held by the terminal connection plate 8. The conductors constituting the coil are connected in 2Y parallel (double star connection or parallel star connection). FIG. 10 is a diagram showing coils connected by wire connection);

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 stator core 1. FIG. The inner circumference side lead conductor 5 and the outer circumference side lead conductor 6 are held by a terminal connection plate 8 . The terminal connection plate 8 includes an annular insulating member and two types of conductor portions 9d and 9e provided on the insulating member. The conductor portions 9d and 9e are arranged side by side in the axial direction. One conductor portion 9d is provided on the axially inner surface (back surface) of the insulating member, and three conductor portions 9e are provided on the axially outer surface (front surface) of the insulating member. Note that FIG. 7B shows only the conductor portions 9d and 9e of the terminal connection plate 8, and does not show the insulating member.

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 conductor portion 9d has an annular shape and connects the six lead conductors 5 and 6, which are neutral points, to each other. The conductor portion 9e connects the inner circumference side lead conductor 5 and the outer circumference side lead conductor 6 to the input terminal 10 one by one.

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 terminal connection plate 8 viewed along the axial direction), showing the surface of the terminal connection plate 8. FIG. Three conductor portions 9 e are installed on the surface of the terminal connection plate 8 .

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 terminal connection plate 8 viewed along the axial direction), showing the back surface of the terminal connection plate 8. FIG. A conductor portion 9 d is provided on the back surface of the terminal connection plate 8 .

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 circumference lead conductor 5 of No. slot, Outer circumference lead conductor 6 of (14) slot, Inner circumference lead conductor 5 of (17) slot, and Outer circumference lead conductor 6 of (30) slot The inner peripheral lead conductor 5 of the (33) slot and the outer peripheral lead conductor 6 of the (46) slot are connected. In addition, the inner peripheral lead conductor 5 of the (7) slot and the outer peripheral lead conductor 6 of the (8) slot are connected to the input terminal 10, and the inner peripheral lead conductor 5 and (24) of the (23) slot are connected to the input terminal 10. ) is connected to the input terminal 10, and the inner conductor 5 of the (39) slot and the outer conductor 6 of the (40) slot are connected to the input terminal 10. be.

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 stator 50 and rotor 60 of the rotary electric machine according to this embodiment. The rotating electric machine according to this embodiment is of a radial gap type, and includes a stator 50 and a rotor 60 installed on the inner peripheral side of the stator 50 . The rotor 60 includes a shaft 11, a rotor core 13, and magnets 12 embedded in the rotor core 13, and rotates around the shaft 11 as a rotation axis. The rotor 60 is rotatably installed on the inner peripheral side of the stator 50 with a slight magnetic gap provided between the rotor 60 and the stator 50 .

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 electrical machine 70 according to the present embodiment, and is a cross-sectional view of the rotating electrical machine 70. As shown in FIG. A rotor 60 is installed on the inner peripheral side of the stator 50 with a small gap therebetween. The inner peripheral side lead conductor 5 of the stator 50 has the second straight portion 5b radially inside the first straight portion 5a so as not to contact the segment conductor 3 (coil end conductor) of the coil end portion. position (see FIG. 5B). Therefore, the position of the second straight portion 5b of the inner circumference lead conductor 5 is located inside the position of the outer circumference of the rotor 60 in the radial direction. That is, the inner diameter of the coil end portion of the stator 50 where the inner peripheral lead conductors 5 are provided is smaller than the outer diameter of the rotor 60 .

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 rotor 60 is installed on the inner circumference side of the stator 50, the inner circumference of the stator 50 is moved from the coil end portion where the inner circumference lead conductor 5 of the stator 50 is provided (from the right side in FIG. 8B). The rotor 60 cannot be inserted into the inner peripheral side of the stator 50 (from the left side in FIG. 8B) from the coil end portion where the inner peripheral lead conductor 5 is not provided.

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 side lead conductor 6. FIG. In the outer circumference lead conductor 6 shown in FIG. 9A, the second straight portion 6b extends linearly outward in the radial direction. The second straight portion 6b may extend perpendicular to the axial direction (that is, perpendicular to the first straight portion 6a).

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 stator 50 including the outer peripheral lead conductors 6 shown in FIG. 9A. In the inner peripheral lead conductor 5, the second straight portion 5b is positioned radially inside the first straight portion 5a (not shown in FIG. 9B) and extends linearly parallel to the axial direction. . In the outer peripheral lead conductor 6, the second straight portion 6b is located radially outside the first straight portion 6a (not shown in FIG. 9B) and extends linearly outward in the radial direction. do. In the stator 50 provided with the outer circumference side lead conductor 6 shown in FIG. 9A, the lead wire (terminal connection portion) of the coil formed by the inner circumference side lead conductor 5 extends along the axial direction, and the outer circumference side lead conductor The lead wire of the coil formed by 6 extends along the radial direction.

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 outer conductor 6 shown in FIG. 9A is used, a sufficiently large force can be applied to insert the conductors 5 and 6 into the slot 7 in parallel with the axial direction. The reliability of the stator 50 can be improved without damaging the insulator, damaging the insulating coating of the segment conductor 3, or deforming the segment conductor 3. 9A, the coil can be attached to the stator core 1 by applying a large force parallel to the axial direction to the segment conductors 3 and the lead conductors 5 and 6. Therefore, the assembly can be easily performed, and the reliability can be improved without increasing the number of man-hours.

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 stator 50. FIG. In the stator 50 shown in FIG. 10A, the circumferential positions of the inner circumference side lead conductor 5 and the outer circumference side lead conductor 6 are different from the positions shown in FIGS. 5A, 6A, and 7A. In FIGS. 5A, 6A, and 7A, 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 mechanical angle intervals of 120 degrees, and the inner circumference side lead conductor 5 and the outer circumference side lead conductor 6 of each phase correspond to the inner circumference side lead conductor 5 and the outer circumference side lead conductor 5 of the other two phases. They are arranged at regular intervals of 120 degrees in the circumferential direction with respect to the side lead conductors 6 .

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 rotor 60 is M, the U-phase, V-phase, and W-phase coils can also be arranged at intervals of 240/M degrees in the circumferential direction. With such an arrangement, the inner circumference side lead conductor 5 and the outer circumference side lead conductor 6 of each phase are arranged 240/240/240 in the circumferential direction with respect to the inner circumference side lead conductor 5 and the outer circumference side lead conductor 6 of the other two phases. They are placed M degrees apart. (The U-phase inner circumference lead conductor 5 and the V-phase inner circumference lead conductor 5 are arranged 240/M degrees apart in the circumferential direction, and the U-phase outer circumference lead conductor 6 and the V-phase outer circumference lead conductor 6 are arranged 240/M degrees apart in the circumferential direction.The same is true for V phase and W phase, and W phase and U phase.)
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 rotor 60 is eight (M=8), and three-phase coils are arranged at intervals of 120 electrical degrees, the three-phase coils are spaced 30 degrees apart in mechanical angle. Therefore, the inner circumference lead conductor 5 and the outer circumference lead conductor 6 of each phase are arranged 30 degrees apart in the circumferential direction from the inner circumference lead conductor 5 and the outer circumference lead conductor 6 of the other two phases. . (The U-phase inner circumference lead conductor 5 and the V-phase inner circumference lead conductor 5 are arranged 30 degrees apart in the circumferential direction, and the U-phase outer circumference lead conductor 6 and the V-phase outer circumference lead conductor 6 , are arranged 30 degrees apart in the circumferential direction. The same applies to the V phase and the W phase, and the W phase and the U phase.)
By arranging them in this manner, the inner peripheral side lead conductor 5 and the outer peripheral side lead conductor 6 can be arranged in about half of the coil end portion in the circumferential direction. Even with such an arrangement, the inner peripheral side lead conductor 5 and the outer peripheral side lead conductor 6 have high positional accuracy at the terminal portions, similar to the lead conductors 5 and 6 shown in FIGS. 5A, 6A, and 7A. It can be held by the terminal connection plate 8 .

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 lead conductor 5 and the outer peripheral lead conductor 6 are held by the terminal connection plate 8 in the stator 50 shown in FIG. 10A. Unlike the terminal connection plate 8 shown in FIG. 6A, the terminal connection plate 8 shown in FIG. 10B has a semi-annular shape and is installed only in about half of the stator 50 in the circumferential direction.

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 terminal connection plate 8 may have a shape that protrudes radially inward from the coil end portions of the stator 50 . The semi-circular terminal connection plate 8 shown in FIG. 10B has a smaller area than the terminal connection plate 8 shown in FIG. It is possible. Therefore, in order to obtain an area necessary for installing a wiring pattern that connects the inner peripheral side lead conductor 5 and the outer peripheral side lead conductor 6, the terminal connection plate 8 is radially inside the stator 50 coil end portion. may protrude into By increasing the area of the terminal connection plate 8 in this way, the degree of freedom of wiring on the terminal connection plate 8 is increased.

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 terminal connection plate 8 has such a shape, when the rotor 60 is installed on the inner peripheral side of the stator 50, the coil end portion where the terminal connection plate 8 is not provided (the lower side in FIG. 10B ), it is necessary to insert the rotor 60 into the inner peripheral side of the stator 50 .

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 electric machine 70, when the rotor 60 is installed on the inner peripheral side of the stator 50, only one axial direction of the stator 50 (that is, the inner peripheral It is necessary to insert the rotor 60 into the inner peripheral side of the stator 50 from only the coil end portion where the side lead-out conductors 5 are not provided.

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 rotor 60 is installed on the inner peripheral side of the stator 50 in the assembly of the rotating electric machine 70, the rotor 60 is inserted into the inner peripheral side of the stator 50 from both sides in the axial direction of the stator 50. An example of the stator 50 having a configuration that can be used will be described.

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 stator 50 having a configuration in which rotors 60 can be inserted into the inner peripheral side of stator 50 from both sides in the axial direction of stator 50. FIG. FIG. 11A is a top view of the stator core 1, the segment conductors 3, and the inner peripheral lead conductors 5 viewed along the axial direction. FIG. 11B is a cross-sectional view of the stator core 1, the segment conductors 3, and the inner peripheral lead conductors 5 viewed along the circumferential direction. Rotor core 13 of rotor 60 is also shown in FIG. 11B.

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 stator 50 shown in FIGS. 11A and 11B, the second straight portions 5b of the inner circumference lead conductors 5 are located outside the outer circumference of the rotor 60 in the radial direction. That is, the inner diameter of the coil end portion of the stator 50 where the inner peripheral lead conductors 5 are provided is larger than the outer diameter of the rotor 60 .

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 slot 7 has a gap 20 on the inner circumference where the segment conductor 3 and the inner circumference lead conductor 5 are not arranged. The first straight portion 5 a of the inner peripheral lead conductor 5 is located radially outside the gap 20 of the slot 7 . Therefore, the second straight portion 5 b of the inner circumference side lead conductor 5 is located radially outside the inner circumference of the stator 50 . Therefore, the second linear portion 5b is located radially outside the outer circumference of the rotor 60. As shown in FIG.

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 side lead conductors 5 at such a position, when the rotor 60 is installed on the inner circumference side of the stator 50, the coil end portion where the inner circumference side lead conductors 5 are provided. Even if the rotor 60 is inserted into the inner peripheral side of the stator 50 , the rotor 60 can be prevented from coming into contact with the inner peripheral lead conductors 5 . That is, in assembling the rotating electrical machine 70, when the rotor 60 is installed on the inner peripheral side of the stator 50, the stator 50 does not interfere with the rotor 60 from either side of the stator 50 in the axial direction. Moreover, the rotor 60 can be inserted into the inner peripheral side of the stator 50 .

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 stator 50 of the rotary electric machine 70 experience higher-frequency eddy current loss in coils closer to the rotor 60 . Therefore, in the rotating electric machine 70 that rotates at high speed, it is desirable to provide the gap 20 in the inner peripheral portion (on the rotor side) of the slot 7 of the stator 50 . The stator 50 shown in FIGS. 11A and 11B not only gives flexibility in assembling the rotating electric machine 70 but also reduces eddy current loss generated in the coils.

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 stator 50 according to the present embodiment, it is necessary to apply an axial stress to the conductors (segment conductors 3, inner circumference side lead conductor 5, outer circumference side lead conductor 6) constituting the coils when assembled. Even if an axial stress is applied to the conductors that form the coils, the conductors that form the coils are extremely unlikely to damage the insulating member and the stator core 1 compared to the conventional stator 51 . The stator core 1 is sensitive to stress, and some core losses increase when stress is applied. The stator 50 according to this embodiment can prevent an increase in iron loss even if the stator core 1 is made of a low-loss material such as a high-grade magnetic steel sheet or an amorphous material. In addition, in the stator 50 according to the present embodiment, when the rotor 60 is inserted into the inner peripheral side of the stator 50, damage to the coil, insulator, and stator core 1, deformation of the coil, etc. can be prevented. The types of coils can be reduced, and the necessary assembly jigs and equipment investment can also be reduced. Furthermore, since the assembly process of the rotating electrical machine 70 can be simplified, the manufacturing cost of the rotating electrical machine 70 can be expected to be reduced.

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 SYMBOLS 1... Stator core 2... Insulating bobbin 3, 3a, 3b... Segment conductor 4... Lead conductor 5... Inner circumference side lead conductor 5a... First straight part 5b... Second straight part 6 Outer circumference lead conductor 6a First straight portion 6b Second straight portion 7 Slot 8 Terminal connection plate 9a, 9b, 9c, 9d, 9e Conductor 10 Input terminal DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Shaft, 12... Magnet, 13... Rotor core, 20... Gap, 50... Stator, 51... Conventional stator, 60... Rotor, 70... Rotary electric machine.

Claims (10)

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
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:
請求項1に記載の前記固定子と、
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:
前記第2の直線部は、軸方向に平行である、
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.
前記内周側口出し導体と前記外周側口出し導体は、前記第2の直線部が前記セグメント導体と接触しない、
請求項に記載の回転電機。
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 .
固定子と、
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:
前記固定子は、前記コイルエンド部の軸方向の外側に端末接続板を備え、
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.
前記固定子は、3相の前記コイルを備え、
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 .
前記固定子は、3相の前記コイルを備え、
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 .
固定子と、
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:
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外側である、
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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