WO2018003461A1 - 回転電機 - Google Patents

回転電機 Download PDF

Info

Publication number
WO2018003461A1
WO2018003461A1 PCT/JP2017/021470 JP2017021470W WO2018003461A1 WO 2018003461 A1 WO2018003461 A1 WO 2018003461A1 JP 2017021470 W JP2017021470 W JP 2017021470W WO 2018003461 A1 WO2018003461 A1 WO 2018003461A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stator core
coil
inclined portion
inner inclined
rotating electrical
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/021470
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孝行 小泉
泰行 齋藤
祐二 狩野
清水　尚也
成吾 御前
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority to JP2018525013A priority Critical patent/JP6667634B2/ja
Priority to CN201780028233.4A priority patent/CN109155559B/zh
Publication of WO2018003461A1 publication Critical patent/WO2018003461A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electrical machine.
  • Patent Document 1 an invention relating to a stator of a rotating electric machine and a rotating electric machine including the stator is known (see Patent Document 1 below).
  • the conventional stator of a rotating electrical machine has a stator core having a plurality of slots in the circumferential direction and a conductive wire disposed in the slots (see the same document, claim 1 and the like). This wire has an in-slot housing portion and a turn portion.
  • the slot storage part is stored in the stator core slot.
  • the turn portion is positioned between the in-slot housing portion and the in-slot housing portion that is housed in another slot that is separated from the slot by a predetermined pitch, and is formed to project from the end face of the stator core.
  • This turn part is partially bent in a convex shape in the protruding direction protruding from the end face of the stator core in the width direction of the wire, and the part bent in a concave shape on the opposite side in the width direction is more than the other turn part.
  • the convex portion of the turn portion has a concave portion (inner side portion) that is recessed more than the other turn portions (more specifically, the end surface in the protruding direction), so the generated heat is generated in the concave portion. It becomes easy to escape through the gap. In other words, the gap becomes a path for the wind. Therefore, it is possible to favorably maintain the performance of the stator.
  • the “rotary electric machine” corresponds to, for example, an electric motor (motor), a generator, a generator motor, and the like (see the same document, paragraph 0007, etc.).
  • Patent Document 1 describes that a turn portion of a wire projecting from an end surface of a stator core is formed to extend at a predetermined angle with respect to the end surface of the stator core from a boundary portion with a slot accommodating portion.
  • the same document describes that the predetermined angle affects the height of the turn portion, and therefore, when it is desired to reduce the height, it is necessary to set the predetermined angle small (for example, the same document).
  • Paragraphs 0018 to 0023, FIGS. 1 and 2, etc. are examples of the predetermined angle.
  • This invention is made in view of the said subject, and it aims at providing the rotary electric machine which can reduce the height of a coil end conventionally.
  • a rotating electrical machine is a rotating electrical machine comprising a stator core, a plurality of slots provided in the stator core, and a coil disposed in the slot,
  • the coil includes a linear portion that penetrates the slot in the axial direction of the stator core, and a curved portion that connects a pair of linear portions arranged in different slots, and the curved portion is the straight line
  • An inner inclined portion connected to the outer peripheral portion, an outer inclined portion disposed outside the inner inclined portion in the radial direction of the stator core, and a bent portion connecting the outer inclined portion and the inner inclined portion. It is characterized by having.
  • the rotating electrical machine by providing a bent portion in the curved portion of the coil, the outer inclined portion can escape to the outer side in the radial direction of the stator core than the inner inclined portion connected to the linear portion.
  • the interference of coils adjacent to each other in the circumferential direction of the stator core can be avoided. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a rotating electrical machine in which the height of the bending portion in the axial direction of the stator core is suppressed and the height of the coil end is reduced as compared with the conventional one.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a first winding group and a second winding group constituting the coil shown in FIG. 2.
  • the expansion perspective view from a different viewpoint of the 1st winding group and the 2nd winding group which are shown in FIG. The expansion perspective view of the segment coil which comprises the coil of the rotary electric machine of a modification.
  • the expansion perspective view which shows the 3rd winding group from the 1st winding group of the rotary electric machine of a modification.
  • the expansion perspective view of the segment coil which comprises the coil of the rotary electric machine of a comparative example.
  • the expansion perspective view which shows the coil of the rotary electric machine of a comparative example.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotating electrical machine 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the rotating electrical machine 100 of the present embodiment is mounted on a vehicle such as a pure electric vehicle without an internal combustion engine or a hybrid car with an internal combustion engine, for example, and functions as a motor for generating power, and when the vehicle is braked. It has a function as a generator for generating electricity.
  • the rotating electrical machine 100 mainly includes a rotor 10 and a stator 20.
  • the rotor 10 includes, for example, a substantially cylindrical rotor core 11 configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the direction of the axis L, and a shaft 12 fixed to the rotor core 11. .
  • the rotor core 11 can include a plurality of magnet insertion holes provided at equal angular intervals in the circumferential direction and a plurality of magnets inserted and fixed in the magnet insertion holes.
  • the shaft 12 is rotatably supported by a bearing 13 and rotates integrally with the rotor core 11 about the axis L of the rotor core 11.
  • the stator 20 includes, for example, a substantially cylindrical stator core 21 configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the axis L direction, and a coil 30 wound around the stator core 21. Yes. Inside the stator core 21, the rotor core 11 is arranged with a minute gap in the radial direction D2 of the stator core 21, and the axis L of the stator core 21 and the axis L of the rotor core 11 are arranged. Match.
  • FIG. 2 is a perspective view of the stator 20 of the rotating electrical machine 100 shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view along the end face 21a in the axis L direction of the stator core 21 shown in FIG.
  • the stator core 21 has a plurality of slit-like slots 22 provided at equal angular intervals in the circumferential direction D1 and extending in the radial direction D2.
  • the slot 22 penetrates the stator core 21 in the axis L direction from one end surface 21a in the axis L direction of the stator core 21 to the other end surface 21b, and extends from one end in the axis L direction to the inner peripheral surface of the stator core 21. It has an opening 22a that continues to the other end.
  • the stator core 21 has, for example, 72 slots 22, and a plurality of windings of the coil 30 are arranged in each slot 22.
  • the coil 30 includes, in the radial direction D2 of the stator core 21, a first winding group 30A disposed on the innermost periphery, a second winding group 30B disposed on the outer periphery of the first winding group 30A, The third winding group 30C is disposed on the outer periphery of the second winding group 30B, and the fourth winding group 30D is disposed on the outermost periphery of the third winding group 30C.
  • the coil 30 can be configured by a segment coil 31 having a rectangular cross-sectional shape from the viewpoint of suppressing a decrease in the space factor.
  • an insulator 40 is disposed in each slot 22, the periphery of the segment coil 31 constituting the first winding group 30 ⁇ / b> A and the second winding group 30 ⁇ / b> B, the third winding group 30 ⁇ / b> C, and the first winding group 30 ⁇ / b> C. It covers the periphery of the segment coil 31 constituting the 4-winding group 30D.
  • the coil 30 shown in FIG. 2 can be configured by, for example, a plurality of generally U-shaped segment coils 31 and a connection portion 32 that sequentially connects the plurality of segment coils 31.
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view of individual segment coils 31 constituting the coil 30 shown in FIG.
  • Each segment coil 31 constituting the coil 30 can have, for example, a curved portion 33 protruding from the slot 22 in the direction of the axis L of the stator core 21 and a pair of straight portions 34 penetrating the slot 22.
  • the rotating electrical machine 100 of the present embodiment has the greatest feature in the configuration of the bending portion 33 of the coil 30 of the stator.
  • the pair of straight portions 34 of the segment coil 31 penetrates the slot 22 in the direction of the axis L of the stator core 21 and is opposite to the end surface 21a in the direction of the axis L of the stator core 21 in which the curved portion 33 protrudes in the direction of the axis L. Projects in the direction of the axis L from the side end face 21b.
  • a pair of straight portions 34 protruding in the direction of the axis L from the end surface 21b of the stator core 21 opposite to the curved portion 33 are sequentially connected to the straight portions 34 of the other segment coils 31 by the connecting portions 32 shown in FIG. .
  • the pair of linear portions 34 of the individual segment coils 31 are arranged in a pair of slots 22 that are separated from each other in the circumferential direction D1 of the stator core 21 by a predetermined pitch.
  • a pair of linear portions 34 of each segment coil 31 is disposed in a pair of slots 22 that are separated by a pitch of 6 pitches.
  • one straight portion 34 is disposed more inside the radial direction D ⁇ b> 2 of the stator core 21 than the other straight portion 34.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view of the first winding group 30A constituting the coil 30 shown in FIG.
  • the pair of linear portions 34 of the individual segment coils 31 are disposed in a pair of slots 22 that are separated from each other by a predetermined pitch interval in the circumferential direction D1 of the stator core 21.
  • 72 segment coils 31 are sequentially arranged in 72 slots 22 of the core 21.
  • a plurality of segment coils 31 and a plurality of connection portions 32 are connected by sequentially connecting the end portions on the opposite side of the curved portions 33 of the pair of linear portions 34 of the individual segment coils 31 arranged in the slot 22 by the connection portions 32.
  • the first winding group 30A shown in FIG. 5 is configured.
  • one straight portion relatively positioned inside the radial direction D2 of the stator core 21. 34 is arranged in the innermost first layer in the radial direction D2 of the stator core 21 in each slot 22.
  • the other straight portion 34 positioned relatively outside the radial direction D2 of the stator core 21 is the individual slot 22.
  • the pair of linear portions 34 of the individual segment coils 31 are arranged in different slots 22 that are separated by a predetermined pitch interval in the circumferential direction D1 of the stator core 21.
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view showing the first winding group 30A and the second winding group 30B constituting the coil 30 shown in FIG.
  • FIG. 6 shows a state in which two adjacent segment coils 31 of the second winding group 30B are removed in order to facilitate understanding of the shape of the segment coil 31 constituting the coil 30.
  • a pair of linear portions 34 of the segment coil 31 constituting the second winding group 30B is disposed.
  • the linear part 34 of each segment coil 31 which comprises the 2nd winding group 30B is connected by the connection part 32 one by one.
  • the second winding group 30B is configured outside the radial direction D2 of the stator core 21 with respect to the curved portion 33 of the segment coil 31 configuring the first winding group 30A.
  • a bending portion 33 of the segment coil 31 is disposed.
  • a pair of linear portions 34 of the segment coil 31 constituting the third winding group 30C are arranged in the same manner as the segment coil 31 constituting the two winding group 30B.
  • the straight portions 34 of the segment coils 31 constituting the third winding group 30C are sequentially connected by the connecting portion 32.
  • the coil 30 of the stator 20 includes the first winding group 30A to the fourth winding group 30D, and is wound around the slot 22 of the stator core 21 by wave winding.
  • the coil 30 of the stator 20 includes a first winding group 30 ⁇ / b> A disposed on the innermost periphery in the radial direction D ⁇ b> 2 of the stator core 21, and outside the first winding group 30 ⁇ / b> A.
  • the second winding group 30B arranged, the third winding group 30C arranged outside the second winding group 30B, and the fourth arranged on the outermost periphery outside the third winding group 30C. It is comprised by winding group 30D.
  • one coil end 35 of the coil 30 is constituted by the curved portion 33 of the segment coil 31 constituting the first winding group 30 ⁇ / b> A to the fourth winding group 30 ⁇ / b> D.
  • the other coil end 36 is constituted by a connection portion 32 that connects the segment coil 31.
  • the curved portion of the segment coil 31 constituting the coil 30 is used.
  • the shape of 33 is important.
  • the configuration of the bending portion 33 of the coil 30 which is a characteristic part of the rotating electrical machine 100 of the present embodiment will be described in detail.
  • the curved portion 33 of the segment coil 31 that constitutes the coil 30 has an inner inclined portion 33a connected to the straight portion 34, and an inner inclined portion 33a, as shown in FIG.
  • the stator core 21 has an outer inclined portion 33b disposed outside the radial direction D2, and a bent portion 33c that connects the outer inclined portion 33b and the inner inclined portion 33a.
  • the bending portion 33 has a top portion 33d farthest from the stator core 21, and an outer inclined portion 33b, a bent portion 33c, and an inner side between the top portion 33d and the pair of linear portions 34, respectively. And an inclined portion 33a.
  • the curved portion 33 is curved in a mountain shape having the apex 33d as a vertex as a whole.
  • the apex portion 33 d of the bending portion 33 is disposed on the outer side in the radial direction D ⁇ b> 2 of the stator core 21 than the pair of linear portions 34.
  • a portion between the top portion 33d and the pair of linear portions 34 is inclined and extended in a direction having an angle in both the radial direction D2 and the axis L direction of the stator core 21 as a whole.
  • the inner inclined portion 33a between the one straight portion 34 and the top portion 33d which is relatively disposed inside the radial direction D2 of the stator core 21, is bent.
  • the portion 33c and the outer inclined portion 33b are respectively referred to as a first inner inclined portion 33a, a first bent portion 33c, and a first outer inclined portion 33b.
  • an inner inclined portion 33a between the other straight portion 34 and the top portion 33d which is disposed relatively outside the radial direction D2 of the stator core 21, and a bent portion.
  • 33c and the outer inclined portion 33b are referred to as a second inner inclined portion 33a, a second bent portion 33c, and a second outer inclined portion 33b, respectively.
  • the first inner inclined portion 33 a has a side surface that is substantially parallel to the direction of the axis L of the stator core 21 in the vicinity of the connection portion with the one linear portion 34.
  • This side surface of the first inner inclined portion 33 a is a wide side surface 31 a along the long side of the rectangular cross section of the segment coil 31.
  • one of the narrow side surfaces 31 b along the short side of the rectangular cross section of the segment coil 31 faces one end surface 21 a in the axis L direction of the stator core 21.
  • the first inner inclined portion 33a has a side surface that is inclined with respect to the direction of the axis L of the stator core 21 so as to spread outward in the radial direction D2 of the stator core 21 as it approaches the first bent portion 33c. Yes.
  • This side surface of the first inner inclined portion 33 a is the wide side surface 31 a of the segment coil 31.
  • the first inner inclined portion 33a may have, for example, a twisted shape that is twisted so that the inclination angle of the wide side surface 31a with respect to the axis L of the stator core 21 approaches a right angle as it approaches the first bent portion 33c. it can.
  • FIG. 4 shows an example of the segment coil 31 constituting the second winding group 30B to the fourth winding group 30D shown in FIGS.
  • the first inner inclined portion 33a of the segment coil 31 constituting the first winding group 30A disposed on the innermost circumference in the radial direction D2 of the stator core 21 is twisted. It does not have to have a shape.
  • the first bent portion 33c that connects the first inner inclined portion 33a and the first outer inclined portion 33b has a diameter of the stator core 21 from the first inner inclined portion 33a. Bending toward the outside in the direction D2.
  • the first bent portion 33 c has a side surface that is substantially parallel to the end surface 21 a of the stator core 21 in the axis L direction and substantially perpendicular to the axis L.
  • This side surface of the first bent portion 33 c is the wide side surface 31 a of the segment coil 31.
  • the side surface of the first bent portion 33c, which is the wide side surface 31a of the segment coil 31 may have a predetermined angle with the end surface 21a in the axis L direction of the stator core 21 and may be inclined.
  • the first outer inclined portion 33b is arranged on the outer side in the radial direction D2 of the stator core 21 than the first inner inclined portion 33a, and closes to the inner side in the radial direction D2 of the stator core 21 as it approaches the top portion 33d.
  • the stator core 21 has a side surface on which the inclination angle with respect to the axis L direction decreases.
  • This side surface of the first outer inclined portion 33 b is a wide side surface 31 a of the segment coil 31.
  • the side surface of the first outer inclined portion 33b, which is the wide side surface 31a of the segment coil 31, is substantially parallel to the direction of the axis L of the stator core 21 at the connection point with the top portion 33d.
  • the top portion 33d is curved in a generally arcuate shape convex toward the direction away from the stator core 21 in the direction of the axis L of the stator core 21, and is substantially circular convex toward the outside in the radial direction D2 of the stator core 21. Curved in an arc.
  • the side surface of the top portion 33 d that is the wide side surface 31 a of the segment coil 31 is substantially parallel to the axis L direction of the stator core 21.
  • the second inner inclined portion 33a has a side surface substantially parallel to the direction of the axis L of the stator core 21 in the vicinity of the connection portion with the other straight portion 34.
  • This side surface of the first inner inclined portion 33 a is the wide side surface 31 a of the segment coil 31.
  • one of the narrow side surfaces 31 b along the short side of the rectangular cross section of the segment coil 31 faces one end surface 21 a in the axis L direction of the stator core 21.
  • the second inner inclined portion 33a spreads outward in the radial direction D2 of the stator core 21 as it approaches the second bent portion 33c. It can have a torsional shape having side surfaces that are inclined with respect to the direction of the axis L of the core 21.
  • the second bent portion 33c that connects the second inner inclined portion 33a and the second outer inclined portion 33b is bent from the second inner inclined portion 33a toward the outside in the radial direction D2 of the stator core 21.
  • the side surface of the second bent portion 33c, which is the wide side surface 31a of the segment coil 31 has a smaller inclination angle with respect to the axis L of the stator core 21 than the first bent portion 33c.
  • the side surface of the second bent portion 33c, which is the wide side surface 31a of the segment coil 31 can be at an angle of 0 ° to 90 ° with respect to the axis L direction of the stator core 21, for example.
  • the second outer inclined portion 33b is arranged on the outer side in the radial direction D2 of the stator core 21 than the second inner inclined portion 33a, and closes to the inner side in the radial direction D2 of the stator core 21 as it approaches the top portion 33d.
  • the stator core 21 may have a side surface on which an inclination angle with respect to the direction of the axis L is reduced.
  • This side surface of the second outer inclined portion 33 b is the wide side surface 31 a of the segment coil 31.
  • the side surface of the second outer inclined portion 33b, which is the wide side surface 31a of the segment coil 31, is substantially parallel to the direction of the axis L of the stator core 21 at the connection point with the top portion 33d.
  • the side surface of the second outer inclined portion 33b, which is the wide side surface 31a of the segment coil 31 is substantially parallel to the axis L direction of the stator core 21 between the top portion 33d and the bent portion 33c. Good.
  • the first inner inclined portion 33a is disposed more inside the radial direction D2 of the stator core 21 than the second inner inclined portion 33a.
  • the two segment coils 31 adjacent to each other in the circumferential direction D ⁇ b> 1 of the stator core 21 have the first inner inclined portions 33 a in the direction of the axis L of the stator core 21.
  • the second inner inclined portion 33a is disposed adjacent to each other in the direction of the axis L in the opposite positional relationship to the first inner inclined portion 33a.
  • FIG. 7 is an enlarged perspective view of the first winding group 30A and the second winding group 30B shown in FIG. 6 from different viewpoints.
  • FIG. 7 shows a state in which one segment coil 31 of the second winding group 30 ⁇ / b> B is removed in order to facilitate understanding of the shape of the bending portion 33 of the coil 30.
  • the two segment coils 31 adjacent to each other in the circumferential direction D1 of the stator core 21 are arranged between the two top portions 33d adjacent to each other in the circumferential direction D1. It faces with a gap G in the radial direction D2.
  • the rotating electrical machine 100 of the present embodiment includes the stator core 21, the plurality of slots 22 provided in the stator core 21, and the coil 30 disposed in the slot 22.
  • the coil 30 has a curved portion 33 that connects a straight portion 34 that penetrates the slot 22 in the direction of the axis L of the stator core 21 and a pair of straight portions 34 arranged in different slots 22.
  • the bending portion 33 includes an inner inclined portion 33a connected to the straight portion 34, an outer inclined portion 33b disposed on the outer side in the radial direction D2 of the stator core 21 with respect to the inner inclined portion 33a, and the outer inclined portion.
  • a bent portion 33c that connects the portion 33b and the inner inclined portion 33a.
  • the outer inclined portion 33 b can escape to the outside of the stator core 21 in the radial direction D ⁇ b> 2 rather than the inner inclined portion 33 a connected to the linear portion 34. Interference of the coils 30 adjacent to each other in the circumferential direction D1 of the stator core 21 can be avoided. Therefore, according to the rotating electrical machine 100 of the present embodiment, the height of the bending portion 33 in the axis L direction of the stator core 21 is suppressed, and the height of the coil end 35 shown in FIG. Can do.
  • the coil 30 wound around the stator core 21 can be constituted by a segment coil 31 having a rectangular cross-sectional shape.
  • the cross-sectional area of the coil 30 can be increased, the space factor of the coil 30 in the slot 22 of the stator core 21 can be improved, and the rotating electrical machine 100 can be reduced in size and increased in output.
  • the interference of the coil 30 is prevented, and as shown in FIG. 3, the linear portion 34 of the segment coil 31 having an insulating coating is brought into close contact within the slot 22, and the space factor of the coil 30 is The rotating electrical machine 100 can be reduced in size and output.
  • the inner inclined portion 33 a of the segment coil 31 constituting the coil 30 extends toward the outer side in the radial direction D ⁇ b> 2 of the stator core 21 as it approaches the bent portion 33 c. It has a side surface that is inclined with respect to the L direction.
  • the height in the axis L direction of the plurality of inner inclined portions 33 a overlapping in the axis L direction of the stator core 21 can be reduced.
  • the inner side inclination part 33a is the wide side surface 31a along the long side direction of the rectangular cross section of the segment coil 31.
  • the inner side inclination part 33a is along the radial direction D2 of the stator core 21.
  • the height of the inner inclined portion 33a in the direction of the axis L can be more effectively reduced, and the height of the coil end 35 can be reduced.
  • the bent portion 33c has a side surface parallel to the end face 21a in the axis L direction of the stator core 21, the height of the bent portion 33c in the axis L direction of the stator core 21 while avoiding interference of the coil 30. And the height of the curved portion 33 can be more effectively reduced. Further, when the side surface of the bent portion 33c is a wide side surface 31a along the long side direction of the rectangular cross section of the segment coil 31, the bent portion 33c is laid along the radial direction D2 of the stator core 21. Thus, the height of the bent portion 33c in the axis L direction can be reduced more effectively.
  • the bending portion 33 has a top portion 33d farthest from the stator core 21, and an outer inclined portion 33b and a bent portion 33c are respectively provided between the top portion 33d and the pair of linear portions 34. And an inner inclined portion 33a.
  • the pair of straight portions 34 can be disposed at desired positions in the slot 22 by being disposed inside the core 21 in the radial direction D2.
  • the first inner inclined portion 33 a is arranged more inside the radial direction D ⁇ b> 2 of the stator core 21 than the second inner inclined portion 33 a.
  • two segment coils 31 adjacent to each other in the circumferential direction D ⁇ b> 1 of the stator core 21 have first inner inclined portions 33 a adjacent to each other in the direction of the axis L of the stator core 21.
  • the second inner inclined portions 33a are disposed adjacent to each other in the direction of the axis L in the opposite positional relationship to the first inner inclined portion 33a.
  • the two segment coils 31 adjacent to each other in the circumferential direction D1 of the stator core 21 intersect between the first inner inclined portion 33a and the second inner inclined portion 33a.
  • the bent portion 33c is provided to provide the first outer inclined portion 33b, the top portion 33d, and the second outer inclined portion between the first inner inclined portion 33a and the second inner inclined portion 33a.
  • the two segment coils 31 adjacent to each other in the circumferential direction D1 of the stator core 21 are arranged between the two top portions 33d adjacent to each other in the circumferential direction D1. Opposite the radial direction D2 of the core 21 with a gap G. Thereby, as described above, interference between the two segment coils 31 adjacent to each other in the circumferential direction D1 of the stator core 21 can be avoided more effectively and reliably.
  • the height of the coil end 35 can be reduced more than before while avoiding interference of the coil 30 disposed in the slot 22 of the stator core 21. Can do.
  • the side surface of the inner inclined portion 33a, the side surface of the bent portion 33c, and the side surface of the outer inclined portion 33b, which are wide side surfaces 31a along the long side of the rectangular cross section of the segment coil 31, are the stator core.
  • the example which inclines with respect to the axis L direction of the stator core 21 so that it may spread to the radial direction D2 outer side of 21 was demonstrated.
  • the side surface of the inner inclined portion 33a, the side surface of the bent portion 33c, and the side surface of the outer inclined portion 33b, which are the wide side surfaces 31a of the segment coil 31 may be parallel to the axis L direction of the stator core 21.
  • FIG. 8 is a perspective view of a segment coil 31 constituting a coil 30 of a rotating electrical machine according to a modification.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the first winding group 30 ⁇ / b> A to the third winding group 30 ⁇ / b> C of a rotating electrical machine according to a modification.
  • the side surface of the inner inclined portion 33 a that is the wide side surface 31 a of the segment coil 31, the side surface of the bent portion 33 c, and the side surface of the outer inclined portion 33 b are parallel to the axis L direction of the stator core 21. Even in the case, similarly to the rotary electric machine 100 of the above-described embodiment, the effect of reducing the height of the coil end 35 as compared with the related art can be obtained while avoiding the interference of the coil 30 disposed in the slot 22 of the stator core 21. be able to.
  • the segment coil 31 is connected to the stator core. Therefore, it is necessary to shift the arrangement toward the end face 21a side in the direction of the axis L of 21.
  • the stator It may be difficult to secure a space for arranging the fourth winding group 30D outside the radial direction D2 of the core 21, and the height of the coil end 35 may need to be increased.
  • the side surface of the inner inclined portion 33a, the side surface of the bent portion 33c, and the side surface of the outer inclined portion 33b, which are the wide side surfaces 31a along the long side of the rectangular cross section of the segment coil 31, are shown in FIG. It is preferable to incline with respect to the direction of the axis L of the stator core 21 so as to spread outward in the radial direction D2 of the core 21. Thereby, the height of the coil end 35 is decreased, the number of winding groups wound around the stator core 21 is increased, and the number of turns and the voltage increase of the stator 20 can be realized.
  • FIG. 10 is a perspective view of the segment coil 31X constituting the coil 30X of the rotating electrical machine of the comparative example.
  • FIG. 11 is an enlarged perspective view showing a coil 30X of the rotating electrical machine of the comparative example.
  • the bending portion 33X of the segment coil 31X constituting the coil 30X of the rotating electrical machine of the comparative example does not have the inner inclined portion 33a, the bent portion 33c, and the outer inclined portion 33b. Therefore, as shown in FIG. 11, when the height of the coil end 35X is reduced, the interference X of the segment coil 31X is generated in the first winding group 30XA to the fourth winding group 30XD constituting the coil 30X. For this reason, it is necessary to form extra space between the segment coils 31X by interposing the insulators 40 between the linear portions 34X of the segment coils 31X arranged in the slots 22, and the space factor is reduced. There is a possibility that the electric machine becomes larger and lower in output.
  • Stator core 22
  • Slot 30 Coil 31 Segment coil 31a Wide side surface (side surface) 33 Bending portion 33a Inner inclined portion 33b Outer inclined portion 33c Bending portion 33d
  • Top portion 34
  • Rotating electrical machine D1 Circumferential direction D2 Radial direction G Gap L Axis line

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

従来よりもコイルエンドの高さを減少させることができる回転電機を提供する。　コイル３０は、スロット２２を固定子コア２１の軸線Ｌ方向に貫通する直線部３４と、異なるスロット２２に配置された一対の直線部３４を接続する湾曲部３３とを有する。湾曲部３３は、直線部３４に接続された内側傾斜部３３ａと、該内側傾斜部３３ａよりも固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に配置された外側傾斜部３３ｂと、該外側傾斜部３３ｂと内側傾斜部３３ａとを接続する屈曲部３３ｃと、を有する。

Description

回転電機
　本発明は、回転電機に関する。
　従来から回転電機の固定子と、当該固定子を備える回転電機に関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。この従来の回転電機の固定子は、周方向に複数のスロットを有する固定子コアと、スロット内に配置されて導電性を有する線材と、を有する（同文献、請求項１等を参照）。この線材は、スロット内収納部と、ターン部と、を有している。
　スロット内収納部は、固定子コアのスロット内に収納される。ターン部は、このスロット内収納部とスロットから所定ピッチ離れた別のスロットに収納されるスロット内収納部との間に位置し、固定子コアの端面から突出して形成される。このターン部は、線材の幅方向であって固定子コアの端面から突出する突出方向に凸状に部分的に曲げられ、かつ、幅方向反対側の凹状に曲げられる部分が他のターン部よりも突出方向に凹んで形成される凸状部位を有する。
　この構成によれば、ターン部の凸状部位は凹状部分（内側部分）が他のターン部（より具体的には突出方向の端面）よりも凹んでいるので、発生した熱を凹状部分で生じる隙間を通じて逃がし易くなる。すなわち隙間は風の通り道となる。したがって、固定子の性能を好適に維持することが可能となる。なお、「回転電機」は、たとえば電動機（モータ）、発電機、発電電動機等が該当する（同文献、段落０００７等を参照）。
特開２０１１－１０３７５５号公報
　前記特許文献１には、固定子コアの端面から突出した線材のターン部が、スロット内収容部との境界部位より、固定子コアの端面に対して所定角度をもって延びるように形成することが記載されている。また、同文献には、上記所定角度はターン部の高さに影響するので、高さを低くしたい場合には、所定角度を小さく設定する必要があることが記載されている（たとえば、同文献、段落００１８から００２３、図１および図２等を参照）。
　しかしながら、同文献に記載された回転電機では、上記のようにターン部の凸状部位が固定子コアの端面から突出する突出方向に凸状に曲げられるため、ターン部の高さ、すなわちコイルエンドの高さが増加するという課題がある。
　本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、従来よりもコイルエンドの高さを減少させることができる回転電機を提供することを目的とする。
　前記目的を達成すべく、本発明に係る回転電機は、固定子コアと、該固定子コアに設けられた複数のスロットと、該スロットに配置されたコイルとを備えた回転電機であって、前記コイルは、前記スロットを前記固定子コアの軸線方向に貫通する直線部と、異なる前記スロットに配置された一対の前記直線部を接続する湾曲部とを有し、前記湾曲部は、前記直線部に接続された内側傾斜部と、該内側傾斜部よりも前記固定子コアの径方向の外側に配置された外側傾斜部と、該外側傾斜部と前記内側傾斜部とを接続する屈曲部と、を有することを特徴とする。
　本発明に係る回転電機によれば、コイルの湾曲部に屈曲部を設けることで、直線部に接続された内側傾斜部よりも外側傾斜部を固定子コアの径方向の外側に逃がすことができ、固定子コアの周方向に相互に隣接するコイルの干渉を回避することができる。したがって、本発明によれば、固定子コアの軸線方向における湾曲部の高さを抑制して、従来よりもコイルエンドの高さを減少させた回転電機を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る回転電機の断面図。 図１に示す回転電機の固定子の斜視図。 図２に示す固定子コアの軸線方向の端面に沿う拡大断面図。 図２に示すコイルを構成するセグメントコイルの拡大斜視図。 図２に示すコイルを構成する第１巻線群を示す拡大斜視図。 図２に示すコイルを構成する第１巻線群と第２巻線群を示す拡大斜視図。 図６に示す第１巻線群と第２巻線群の異なる視点からの拡大斜視図。 変形例の回転電機のコイルを構成するセグメントコイルの拡大斜視図。 変形例の回転電機の第１巻線群から第３巻線群を示す拡大斜視図。 比較例の回転電機のコイルを構成するセグメントコイルの拡大斜視図。 比較例の回転電機のコイルを示す拡大斜視図。
　以下、図面を参照して本発明に係る回転電機の実施形態を説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る回転電機１００の断面図である。
　本実施形態の回転電機１００は、たとえば、内燃機関を有しない純粋な電気自動車や内燃機関を有するハイブリッドカーなどの車両に搭載され、動力を発生させるモータとしての機能と、車両の制動時などに発電を行う発電機としての機能とを備えている。回転電機１００は、主に、回転子１０と固定子２０とを備えている。
　回転子１０は、たとえば、複数の電磁鋼鈑を軸線Ｌ方向に積層することによって構成された概ね円筒形の回転子コア１１と、該回転子コア１１に固定されたシャフト１２とを備えている。図示は省略するが、回転子コア１１は、周方向に等角度間隔で設けられた複数の磁石挿入孔と、該磁石挿入孔に挿入されて固定された複数の磁石とを備えることができる。シャフト１２は、軸受１３によって回転自在に軸支され、回転子コア１１の軸線Ｌを中心に回転子コア１１と一体に回転する。
　固定子２０は、たとえば、複数の電磁鋼鈑を軸線Ｌ方向に積層することによって構成された概ね円筒形の固定子コア２１と、該固定子コア２１に巻回されたコイル３０とを備えている。固定子コア２１の内側には、固定子コア２１の径方向Ｄ２に微小な隙間を有して回転子コア１１が配置され、固定子コア２１の軸線Ｌと回転子コア１１の軸線Ｌとが一致している。
　図２は、図１に示す回転電機１００の固定子２０の斜視図である。図３は、図２に示す固定子コア２１の軸線Ｌ方向の端面２１ａに沿う拡大断面図である。
　固定子コア２１は、周方向Ｄ１に等角度間隔に設けられて径方向Ｄ２に延びる複数のスリット状のスロット２２を有している。スロット２２は、固定子コア２１の軸線Ｌ方向の一方の端面２１ａから他方の端面２１ｂまで固定子コア２１を軸線Ｌ方向に貫通し、固定子コア２１の内周面に軸線Ｌ方向の一端から他端まで連続する開口部２２ａを有している。固定子コア２１は、たとえば７２箇所のスロット２２を有し、各スロット２２にコイル３０の複数の巻線が配置されている。
　コイル３０は、固定子コア２１の径方向Ｄ２において、最内周に配置された第１巻線群３０Ａと、該第１巻線群３０Ａの外周に配置された第２巻線群３０Ｂと、該第２巻線群３０Ｂの外周に配置された第３巻線群３０Ｃと、該第３巻線群３０Ｃの外周で最外周に配置された第４巻線群３０Ｄとを有している。コイル３０は、占積率の低下を抑制する観点から、断面形状が矩形のセグメントコイル３１によって構成することができる。
　図３に示す例において、各スロット２２には、インシュレータ４０が配置され、第１巻線群３０Ａおよび第２巻線群３０Ｂを構成するセグメントコイル３１の周囲と、第３巻線群３０Ｃおよび第４巻線群３０Ｄを構成するセグメントコイル３１の周囲を覆っている。図２に示すコイル３０は、たとえば、概ねＵ字形の複数のセグメントコイル３１と、該複数のセグメントコイル３１を順次接続する接続部３２とによって構成することができる。
　図４は、図２に示すコイル３０を構成する個々のセグメントコイル３１の拡大斜視図である。
　コイル３０を構成する個々のセグメントコイル３１は、たとえば、スロット２２から固定子コア２１の軸線Ｌ方向に突出する湾曲部３３と、スロット２２を貫通する一対の直線部３４とを有することができる。詳細については後述するが、本実施形態の回転電機１００は、この固定子のコイル３０の湾曲部３３の構成に最大の特徴を有している。
　セグメントコイル３１の一対の直線部３４は、固定子コア２１の軸線Ｌ方向にスロット２２を貫通し、湾曲部３３が軸線Ｌ方向に突出した固定子コア２１の軸線Ｌ方向の端面２１ａとは反対側の端面２１ｂから軸線Ｌ方向に突出する。湾曲部３３と反対に固定子コア２１の端面２１ｂから軸線Ｌ方向に突出した一対の直線部３４は、図２に示す接続部３２によって、他のセグメントコイル３１の直線部３４に順次接続される。
　個々のセグメントコイル３１の一対の直線部３４は、固定子コア２１の周方向Ｄ１に所定のピッチ間隔で離れた一対のスロット２２に配置される。図示の例において、個々のセグメントコイル３１の一対の直線部３４は、６ピッチ間隔で離れた一対のスロット２２に配置されている。個々のセグメントコイル３１の一対の直線部３４のうち、一方の直線部３４は他方の直線部３４よりも固定子コア２１の径方向Ｄ２の内側に配置される。
　図５は、図２に示すコイル３０を構成する第１巻線群３０Ａの拡大斜視図である。
　図４および図５に示すように、個々のセグメントコイル３１の一対の直線部３４は、固定子コア２１の周方向Ｄ１に所定のピッチ間隔で離れた一対のスロット２２に配置され、たとえば固定子コア２１の７２箇所のスロット２２に７２個のセグメントコイル３１が順次配置される。スロット２２に配置された個々のセグメントコイル３１の一対の直線部３４の湾曲部３３と反対側の端部を接続部３２によって順次接続することで、複数のセグメントコイル３１と複数の接続部３２とによって、図５に示す第１巻線群３０Ａが構成される。
　図３に示すように、第１巻線群３０Ａを構成する個々のセグメントコイル３１の一対の直線部３４のうち、相対的に固定子コア２１の径方向Ｄ２の内側に位置する一方の直線部３４は、個々のスロット２２において、固定子コア２１の径方向Ｄ２の最内周の第１層に配置される。第１巻線群３０Ａを構成する個々のセグメントコイル３１の一対の直線部３４のうち、相対的に固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に位置する他方の直線部３４は、個々のスロット２２において第１層に対して固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に隣接する第２層に配置される。なお、個々のセグメントコイル３１の一対の直線部３４は、前述のように、固定子コア２１の周方向Ｄ１に所定のピッチ間隔で離れた異なるスロット２２に配置される。
　図６は、図２に示すコイル３０を構成する第１巻線群３０Ａと第２巻線群３０Ｂを示す拡大斜視図である。なお、図６では、コイル３０を構成するセグメントコイル３１の形状を理解しやすくするために、第２巻線群３０Ｂの隣接する２つのセグメントコイル３１を取り外した状態を示している。
　図３に示す各スロット２２の第１層と第２層に対して固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に隣接する第３層と第４層に、第１巻線群３０Ａを構成するセグメントコイル３１と同様に、第２巻線群３０Ｂを構成するセグメントコイル３１の一対の直線部３４が配置される。そして、第２巻線群３０Ｂを構成する各セグメントコイル３１の直線部３４が接続部３２によって順次接続されている。これにより、図６に示すように、第１巻線群３０Ａを構成するセグメントコイル３１の湾曲部３３に対して、固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に、第２巻線群３０Ｂを構成するセグメントコイル３１の湾曲部３３が配置される。
　さらに、図３に示す各スロット２２の第３層と第４層に対して固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に隣接する第５層と第６層に、第１巻線群３０Ａおよび第２巻線群３０Ｂを構成するセグメントコイル３１と同様に、第３巻線群３０Ｃを構成するセグメントコイル３１の一対の直線部３４が配置される。そして、第３巻線群３０Ｃを構成する各セグメントコイル３１の直線部３４が接続部３２によって順次接続されている。
　さらに、図３に示す各スロット２２の第５層と第６層に対して固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に隣接する第７層と第８層に、第１巻線群３０Ａから第３巻線群３０Ｃを構成するセグメントコイル３１と同様に、第４巻線群３０Ｄを構成するセグメントコイル３１の一対の直線部３４が配置される。そして、第４巻線群３０Ｄを構成する各セグメントコイル３１の直線部３４が接続部３２によって順次接続されている。以上のように、固定子２０のコイル３０は、第１巻線群３０Ａから第４巻線群３０Ｄによって構成され、波巻きの分布巻きで固定子コア２１のスロット２２に巻回されている。
　図２に示すように、固定子２０のコイル３０は、固定子コア２１の径方向Ｄ２において、最内周に配置された第１巻線群３０Ａと、該第１巻線群３０Ａの外側に配置された第２巻線群３０Ｂと、該第２巻線群３０Ｂの外側に配置された第３巻線群３０Ｃと、該第３巻線群３０Ｃの外側で最外周に配置された第４巻線群３０Ｄとによって構成されている。固定子コア２１の軸線Ｌ方向において、コイル３０の一方のコイルエンド３５は、第１巻線群３０Ａから第４巻線群３０Ｄを構成するセグメントコイル３１の湾曲部３３によって構成され、コイル３０の他方のコイルエンド３６は、セグメントコイル３１を接続する接続部３２によって構成されている。
　固定子コア２１の軸線Ｌ方向において、固定子コア２１の一方の端面２１ａから突出するコイルエンド３５の軸線Ｌ方向における高さを減少させるためには、コイル３０を構成するセグメントコイル３１の湾曲部３３の形状が重要になる。以下、本実施形態の回転電機１００の特徴部分であるコイル３０の湾曲部３３の構成について詳細に説明する。
　本実施形態の回転電機１００において、コイル３０を構成するセグメントコイル３１の湾曲部３３は、図４に示すように、直線部３４に接続された内側傾斜部３３ａと、該内側傾斜部３３ａよりも固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に配置された外側傾斜部３３ｂと、該外側傾斜部３３ｂと内側傾斜部３３ａとを接続する屈曲部３３ｃと、を有している。
　また、図示の例において、湾曲部３３は、固定子コア２１から最も離隔した頂部３３ｄを有し、該頂部３３ｄと一対の直線部３４との間にそれぞれ外側傾斜部３３ｂと屈曲部３３ｃと内側傾斜部３３ａとを有している。また、図示の例において、湾曲部３３は、全体として頂部３３ｄを頂点とする山形の形状に湾曲している。湾曲部３３の頂部３３ｄは、一対の直線部３４よりも固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に配置されている。頂部３３ｄと一対の直線部３４との間の部分は、全体として固定子コア２１の径方向Ｄ２および軸線Ｌ方向の双方に角度を有する方向に傾斜して延びている。
　以下では、セグメントコイル３１の一対の直線部３４のうち、相対的に固定子コア２１の径方向Ｄ２の内側に配置される一方の直線部３４と頂部３３ｄとの間の内側傾斜部３３ａ、屈曲部３３ｃおよび外側傾斜部３３ｂを、それぞれ第１の内側傾斜部３３ａ、第１の屈曲部３３ｃおよび第１の外側傾斜部３３ｂとする。また、セグメントコイル３１の一対の直線部３４のうち、相対的に固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に配置される他方の直線部３４と頂部３３ｄとの間の内側傾斜部３３ａ、屈曲部３３ｃおよび外側傾斜部３３ｂを、それぞれ第２の内側傾斜部３３ａ、第２の屈曲部３３ｃおよび第２の外側傾斜部３３ｂとする。
　図４に示すように、第１の内側傾斜部３３ａは、一方の直線部３４との接続箇所の近傍で、固定子コア２１の軸線Ｌ方向に概ね平行な側面を有している。第１の内側傾斜部３３ａのこの側面は、セグメントコイル３１の長方形の断面の長辺に沿う広側面３１ａである。第１の内側傾斜部３３ａにおいて、セグメントコイル３１の長方形の断面の短辺に沿う狭側面３１ｂの一方は、固定子コア２１の軸線Ｌ方向の一方の端面２１ａに対向している。
　第１の内側傾斜部３３ａは、第１の屈曲部３３ｃへ近づくほど固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側へ広がるように固定子コア２１の軸線Ｌ方向に対して傾斜する側面を有している。第１の内側傾斜部３３ａのこの側面は、セグメントコイル３１の広側面３１ａである。第１の内側傾斜部３３ａは、たとえば、固定子コア２１の軸線Ｌに対する広側面３１ａの傾斜角度が、第１の屈曲部３３ｃへ近づくほど直角に近づくようにねじられたねじり形状を有することができる。
　なお、図４では、図２および図３に示す第２巻線群３０Ｂから第４巻線群３０Ｄを構成するセグメントコイル３１の一例を示している。これに対し、図５に示すように、固定子コア２１の径方向Ｄ２の最内周に配置される第１巻線群３０Ａを構成するセグメントコイル３１の第１の内側傾斜部３３ａは、ねじり形状を有しなくてもよい。
　また、図４に示すように、第１の内側傾斜部３３ａと第１の外側傾斜部３３ｂとを接続する第１の屈曲部３３ｃは、第１の内側傾斜部３３ａから固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側へ向けて屈曲している。図示の例において、第１の屈曲部３３ｃは、固定子コア２１の軸線Ｌ方向の端面２１ａに概ね平行で軸線Ｌに概ね垂直な側面を有している。第１の屈曲部３３ｃのこの側面は、セグメントコイル３１の広側面３１ａである。なお、セグメントコイル３１の広側面３１ａである第１の屈曲部３３ｃの側面は、固定子コア２１の軸線Ｌ方向の端面２１ａに所定の角度を有していて傾斜していてもよい。
　第１の外側傾斜部３３ｂは、第１の内側傾斜部３３ａよりも固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に配置され、頂部３３ｄへ近づくほど固定子コア２１の径方向Ｄ２の内側へ閉じるように固定子コア２１の軸線Ｌ方向に対する傾斜角度が減少する側面を有している。第１の外側傾斜部３３ｂのこの側面は、セグメントコイル３１の広側面３１ａである。セグメントコイル３１の広側面３１ａである第１の外側傾斜部３３ｂの側面は、頂部３３ｄとの接続箇所において固定子コア２１の軸線Ｌ方向に概ね平行になっている。
　頂部３３ｄは、固定子コア２１の軸線Ｌ方向において固定子コア２１から遠ざかる方向にむけて凸の概ね円弧状に湾曲するとともに、固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側へ向けて凸の概ね円弧状に湾曲している。セグメントコイル３１の広側面３１ａである頂部３３ｄの側面は、固定子コア２１の軸線Ｌ方向に概ね平行である。
　第２の内側傾斜部３３ａは、他方の直線部３４との接続箇所の近傍で、固定子コア２１の軸線Ｌ方向に概ね平行な側面を有している。第１の内側傾斜部３３ａのこの側面は、セグメントコイル３１の広側面３１ａである。第２の内側傾斜部３３ａにおいて、セグメントコイル３１の長方形の断面の短辺に沿う狭側面３１ｂの一方は、固定子コア２１の軸線Ｌ方向の一方の端面２１ａに対向している。図示の例において、第２の内側傾斜部３３ａは、第１の内側傾斜部３３ａと同様に、第２の屈曲部３３ｃへ近づくほど固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側へ広がるように固定子コア２１の軸線Ｌ方向に対して傾斜する側面を有するねじり形状を有することができる。
　第２の内側傾斜部３３ａと第２の外側傾斜部３３ｂとを接続する第２の屈曲部３３ｃは、第２の内側傾斜部３３ａから固定子コア２１の径方向Ｄ２外側へ向けて屈曲している。図示の例において、セグメントコイル３１の広側面３１ａである第２の屈曲部３３ｃの側面は、第１の屈曲部３３ｃよりも固定子コア２１の軸線Ｌに対する傾斜角度が小さくなっている。なお、セグメントコイル３１の広側面３１ａである第２の屈曲部３３ｃの側面は、たとえば、固定子コア２１の軸線Ｌ方向に対して０°以上９０°以下の角度にすることができる。
　第２の外側傾斜部３３ｂは、第２の内側傾斜部３３ａよりも固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に配置され、頂部３３ｄへ近づくほど固定子コア２１の径方向Ｄ２の内側へ閉じるように固定子コア２１の軸線Ｌ方向に対する傾斜角度が減少する側面を有することができる。第２の外側傾斜部３３ｂのこの側面は、セグメントコイル３１の広側面３１ａである。セグメントコイル３１の広側面３１ａである第２の外側傾斜部３３ｂの側面は、頂部３３ｄとの接続箇所において固定子コア２１の軸線Ｌ方向に概ね平行になっている。なお、セグメントコイル３１の広側面３１ａである第２の外側傾斜部３３ｂの側面は、頂部３３ｄと屈曲部３３ｃとの間の概ね全体が固定子コア２１の軸線Ｌ方向に概ね平行であってもよい。
　図４に示す例において、湾曲部３３は、第１の内側傾斜部３３ａが第２の内側傾斜部３３ａよりも固定子コア２１の径方向Ｄ２の内側に配置されている。また、図５および図６に示すように、固定子コア２１の周方向Ｄ１に相互に隣接する２つのセグメントコイル３１は、第１の内側傾斜部３３ａが固定子コア２１の軸線Ｌ方向に相互に隣接して配置され、第２の内側傾斜部３３ａが第１の内側傾斜部３３ａと逆の位置関係で軸線Ｌ方向に相互に隣接して配置されている。
　図７は、図６に示す第１巻線群３０Ａと第２巻線群３０Ｂの異なる視点からの拡大斜視図である。図７では、コイル３０の湾曲部３３の形状を理解しやすくするために第２巻線群３０Ｂの１つのセグメントコイル３１を取り外した状態を示している。図６および図７に示すように、固定子コア２１の周方向Ｄ１に相互に隣接する２つのセグメントコイル３１は、周方向Ｄ１に相互に隣接する２つの頂部３３ｄの間で固定子コア２１の径方向Ｄ２に間隙Ｇを有して対向している。
　以下、本実施形態の回転電機１００の作用について説明する。
　本実施形態の回転電機１００は、前述のように、固定子コア２１と、該固定子コア２１に設けられた複数のスロット２２と、該スロット２２に配置されたコイル３０とを備えている。また、コイル３０は、図４に示すように、スロット２２を固定子コア２１の軸線Ｌ方向に貫通する直線部３４と、異なるスロット２２に配置された一対の直線部３４を接続する湾曲部３３とを有している。そして、湾曲部３３は、直線部３４に接続された内側傾斜部３３ａと、該内側傾斜部３３ａよりも固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に配置された外側傾斜部３３ｂと、該外側傾斜部３３ｂと内側傾斜部３３ａとを接続する屈曲部３３ｃと、を有している。
　これにより、図４、図６および図７に示すように、直線部３４に接続された内側傾斜部３３ａよりも外側傾斜部３３ｂを固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に逃がすことができ、固定子コア２１の周方向Ｄ１に相互に隣接するコイル３０の干渉を回避することができる。したがって、本実施形態の回転電機１００によれば、固定子コア２１の軸線Ｌ方向における湾曲部３３の高さを抑制して、図２に示すコイルエンド３５の高さを従来よりも減少させることができる。
　また、固定子コア２１に巻回されるコイル３０は、断面形状が矩形のセグメントコイル３１によって構成することができる。これにより、コイル３０の断面積を大きくすることができ、固定子コア２１のスロット２２におけるコイル３０の占積率を向上させ、回転電機１００の小型化および高出力化を実現することができる。また、前述のように、コイル３０の干渉が防止されることで、図３に示すように、スロット２２内で絶縁被覆を有するセグメントコイル３１の直線部３４を密着させ、コイル３０の占積率を向上させ、回転電機１００の小型化および高出力化が可能になる。
　また、図４に示す例において、コイル３０を構成するセグメントコイル３１の内側傾斜部３３ａは、屈曲部３３ｃへ近づくほど固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側へ広がるように固定子コア２１の軸線Ｌ方向に対して傾斜する側面を有している。これにより、図６に示すように、固定子コア２１の軸線Ｌ方向に重なる複数の内側傾斜部３３ａの軸線Ｌ方向の高さを減少させることができる。この場合、内側傾斜部３３ａの当該側面が、セグメントコイル３１の長方形の断面の長辺方向に沿う広側面３１ａである場合には、内側傾斜部３３ａを固定子コア２１の径方向Ｄ２に沿って寝かせるようにして、内側傾斜部３３ａの軸線Ｌ方向の高さをより効果的に減少させ、コイルエンド３５の高さを減少させることができる。
　さらに、屈曲部３３ｃが固定子コア２１の軸線Ｌ方向の端面２１ａに平行な側面を有する場合には、コイル３０の干渉を回避しつつ固定子コア２１の軸線Ｌ方向における屈曲部３３ｃの高さを減少させ、湾曲部３３の高さをさらに効果的に減少させることができる。さらに、屈曲部３３ｃの当該側面が、セグメントコイル３１の長方形の断面の長辺方向に沿う広側面３１ａである場合には、屈曲部３３ｃを固定子コア２１の径方向Ｄ２に沿って寝かせるようにして、屈曲部３３ｃの軸線Ｌ方向の高さをより効果的に減少させることができる。
　また、図４に示す例において、湾曲部３３は、固定子コア２１から最も離隔した頂部３３ｄを有し、該頂部３３ｄと一対の直線部３４との間にそれぞれ外側傾斜部３３ｂと屈曲部３３ｃと内側傾斜部３３ａとを有している。これにより、頂部３３ｄと一対の外側傾斜部３３ｂを相対的に固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に逃がしてコイル３０の干渉を回避しつつ、一対の内側傾斜部３３ａを相対的に固定子コア２１の径方向Ｄ２の内側に配置して、一対の直線部３４をスロット２２の所望の位置に配置することができる。
　また、図４に示す例において、湾曲部３３は、第１の内側傾斜部３３ａが第２の内側傾斜部３３ａよりも固定子コア２１の径方向Ｄ２の内側に配置されている。そして、図６に示すように、固定子コア２１の周方向Ｄ１に相互に隣接する２つのセグメントコイル３１は、第１の内側傾斜部３３ａが固定子コア２１の軸線Ｌ方向に相互に隣接して配置され、第２の内側傾斜部３３ａが第１の内側傾斜部３３ａと逆の位置関係で軸線Ｌ方向に相互に隣接して配置されている。
　この場合に、固定子コア２１の周方向Ｄ１に相互に隣接する２つのセグメントコイル３１は、第１の内側傾斜部３３ａと第２の内側傾斜部３３ａとの間で交差する。しかし、前述のように、屈曲部３３ｃを設けて第１の内側傾斜部３３ａと第２の内側傾斜部３３ａとの間の第１の外側傾斜部３３ｂ、頂部３３ｄ、および第２の外側傾斜部３３ｂを固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側に逃がすことで、固定子コア２１の周方向Ｄ１に相互に隣接する２つのセグメントコイル３１の干渉を回避することができる。
　より具体的には、固定子コア２１の周方向Ｄ１に相互に隣接する２つのセグメントコイル３１は、図７に示すように、周方向Ｄ１に相互に隣接する２つの頂部３３ｄの間で固定子コア２１の径方向Ｄ２に間隙Ｇを有して対向している。これにより、前述のように、固定子コア２１の周方向Ｄ１に相互に隣接する２つのセグメントコイル３１の干渉をより効果的かつ確実に回避することができる。
　以上説明したように、本実施形態の回転電機１００によれば、固定子コア２１のスロット２２に配置されたコイル３０の干渉を回避しつつ、従来よりもコイルエンド３５の高さを減少させることができる。
　なお、前述の実施形態では、セグメントコイル３１の長方形の断面の長辺に沿う広側面３１ａである内側傾斜部３３ａの側面、屈曲部３３ｃの側面、および外側傾斜部３３ｂの側面が、固定子コア２１の径方向Ｄ２外側へ広がるように、固定子コア２１の軸線Ｌ方向に対して傾斜している例について説明した。しかし、セグメントコイル３１の広側面３１ａである内側傾斜部３３ａの側面、屈曲部３３ｃの側面、および外側傾斜部３３ｂの側面は、固定子コア２１の軸線Ｌ方向に平行であってもよい。
　図８は、変形例の回転電機のコイル３０を構成するセグメントコイル３１の斜視図である。図９は、変形例の回転電機の第１巻線群３０Ａから第３巻線群３０Ｃを示す斜視図である。
　図８に示すように、セグメントコイル３１の広側面３１ａである内側傾斜部３３ａの側面、屈曲部３３ｃの側面、および外側傾斜部３３ｂの側面は、固定子コア２１の軸線Ｌ方向に平行である場合でも、前述の実施形態の回転電機１００と同様に、固定子コア２１のスロット２２に配置されたコイル３０の干渉を回避しつつ、従来よりもコイルエンド３５の高さを減少させる効果を得ることができる。
　図９に示すように、固定子コア２１の径方向Ｄ２の内側の第１巻線群３０Ａよりも外側の第２巻線群３０Ｂ、第３巻線群３０Ｃにおいて、セグメントコイル３１を固定子コア２１の軸線Ｌ方向の端面２１ａ側にずらして配置する必要が生じる。そのため、セグメントコイル３１の広側面３１ａである内側傾斜部３３ａの側面、屈曲部３３ｃの側面、および外側傾斜部３３ｂの側面が固定子コア２１の軸線Ｌ方向に平行である場合には、固定子コア２１の径方向Ｄ２の外側の第４巻線群３０Ｄを配置するスペースの確保が困難になり、コイルエンド３５の高さを増加させる必要が生じる場合がある。
　したがって、セグメントコイル３１の長方形の断面の長辺に沿う広側面３１ａである内側傾斜部３３ａの側面、屈曲部３３ｃの側面、および外側傾斜部３３ｂの側面は、図４に示すように、固定子コア２１の径方向Ｄ２外側へ広がるように、固定子コア２１の軸線Ｌ方向に対して傾斜していることが好ましい。これにより、コイルエンド３５の高さを減少させ、固定子コア２１に巻回する巻線群を増加させ、固定子２０の高ターン数化および高電圧化を実現することができる。
　なお、コイル３０を構成するセグメントコイル３１が屈曲部３３ｃを有しない場合には、コイル３０の干渉が発生して、コイルエンド３５の高さを従来よりも減少させることが困難になる。図１０は、比較例の回転電機のコイル３０Ｘを構成するセグメントコイル３１Ｘの斜視図である。図１１は、比較例の回転電機のコイル３０Ｘを示す拡大斜視図である。
　図１０に示すように、比較例の回転電機のコイル３０Ｘを構成するセグメントコイル３１Ｘの湾曲部３３Ｘは、内側傾斜部３３ａ、屈曲部３３ｃおよび外側傾斜部３３ｂを有しない。そのため、図１１に示すように、コイルエンド３５Ｘの高さを減少させると、コイル３０Ｘを構成する第１巻線群３０ＸＡから第４巻線群３０ＸＤにおいて、セグメントコイル３１Ｘの干渉Ｘが発生する。そのため、スロット２２に配置されるセグメントコイル３１Ｘの直線部３４Ｘの間にインシュレータ４０を余分に介在させてセグメントコイル３１Ｘの間に無駄な間隔を形成する必要が生じ、占積率が低下し、回転電機が大型化および低出力化するおそれがある。
　以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
２１　　固定子コア
２２　　スロット
３０　　コイル
３１　　セグメントコイル
３１ａ　広側面（側面）
３３　　湾曲部
３３ａ　内側傾斜部
３３ｂ　外側傾斜部
３３ｃ　屈曲部
３３ｄ　頂部
３４　　直線部
１００　回転電機
Ｄ１　　周方向
Ｄ２　　径方向
Ｇ　　　間隙
Ｌ　　　軸線

Claims (8)

  1. 　固定子コアと、該固定子コアに設けられた複数のスロットと、該スロットに配置されたコイルとを備えた回転電機であって、
    　前記コイルは、前記スロットを前記固定子コアの軸線方向に貫通する直線部と、異なる前記スロットに配置された一対の前記直線部を接続する湾曲部とを有し、
    　前記湾曲部は、前記直線部に接続された内側傾斜部と、該内側傾斜部よりも前記固定子コアの径方向の外側に配置された外側傾斜部と、該外側傾斜部と前記内側傾斜部とを接続する屈曲部と、を有することを特徴とする回転電機。
  2. 　前記コイルは、断面形状が矩形のセグメントコイルによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
  3. 　前記内側傾斜部は、前記屈曲部へ近づくほど前記固定子コアの径方向の外側へ広がるように前記固定子コアの軸線方向に対して傾斜する側面を有することを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
  4. 　前記屈曲部は、前記固定子コアの軸線方向の端面に平行な側面を有することを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
  5. 　前記側面は、前記コイルの長方形の断面の長辺方向に沿う広側面であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の回転電機。
  6. 　前記湾曲部は、前記固定子コアから最も離隔した頂部を有し、該頂部と前記一対の前記直線部との間にそれぞれ前記外側傾斜部と前記屈曲部と前記内側傾斜部とを有することを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
  7. 　前記湾曲部は、一方の前記内側傾斜部が他方の前記内側傾斜部よりも前記固定子コアの径方向の内側に配置され、
    　前記固定子コアの周方向に相互に隣接する２つの前記コイルは、前記一方の前記内側傾斜部が前記固定子コアの軸線方向に相互に隣接して配置され、前記他方の前記内側傾斜部が前記一方の前記内側傾斜部と逆の位置関係で前記軸線方向に相互に隣接して配置されることを特徴とする請求項６に記載の回転電機。
  8. 　前記固定子コアの周方向に相互に隣接する２つの前記コイルは、前記周方向に相互に隣接する２つの前記頂部の間で前記固定子コアの径方向に間隙を有して対向することを特徴とする請求項７に記載の回転電機。
PCT/JP2017/021470 2016-06-30 2017-06-09 回転電機 WO2018003461A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018525013A JP6667634B2 (ja) 2016-06-30 2017-06-09 回転電機
CN201780028233.4A CN109155559B (zh) 2016-06-30 2017-06-09 旋转电机的定子和具有其的旋转电机

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016130054 2016-06-30
JP2016-130054 2016-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018003461A1 true WO2018003461A1 (ja) 2018-01-04

Family

ID=60786818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/021470 WO2018003461A1 (ja) 2016-06-30 2017-06-09 回転電機

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6667634B2 (ja)
CN (1) CN109155559B (ja)
WO (1) WO2018003461A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023139724A1 (ja) * 2022-01-20 2023-07-27 日立Astemo株式会社 回転電機
US11990807B2 (en) 2021-10-04 2024-05-21 Mitsubishi Electric Corporation Electric rotating machine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014096858A (ja) * 2012-11-07 2014-05-22 Denso Corp 固定子および回転電機
WO2016021451A1 (ja) * 2014-08-07 2016-02-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転電機の固定子、及びこれを備えた回転電機

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4688003B2 (ja) * 2007-03-05 2011-05-25 株式会社デンソー 回転電機の固定子およびそれを用いた回転電機
CN103119833B (zh) * 2010-09-21 2015-08-19 日产自动车株式会社 绕组构造、旋转电机及旋转电机的制造方法
US20140021823A1 (en) * 2011-04-05 2014-01-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Stator and manufacturing method for stator
US10170950B2 (en) * 2013-01-09 2019-01-01 Mitsubishi Electric Corporation Rotary electric machine and method for manufacturing an armature that is used in the rotary electric machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014096858A (ja) * 2012-11-07 2014-05-22 Denso Corp 固定子および回転電機
WO2016021451A1 (ja) * 2014-08-07 2016-02-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転電機の固定子、及びこれを備えた回転電機

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11990807B2 (en) 2021-10-04 2024-05-21 Mitsubishi Electric Corporation Electric rotating machine
WO2023139724A1 (ja) * 2022-01-20 2023-07-27 日立Astemo株式会社 回転電機

Also Published As

Publication number Publication date
CN109155559A (zh) 2019-01-04
CN109155559B (zh) 2020-06-16
JP6667634B2 (ja) 2020-03-18
JPWO2018003461A1 (ja) 2018-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2611000B1 (en) Electric motor
JP5314908B2 (ja) 回転電機の固定子および回転電機
US20120228984A1 (en) Armature for rotating electric machine
JP5907128B2 (ja) 回転電機の固定子
JP5638723B2 (ja) 車両用回転電機の固定子およびその製造方法
JP6461158B2 (ja) 回転電機の固定子、及びこれを備えた回転電機
KR20110066066A (ko) 차량용 회전 전기기계
JP6461381B2 (ja) 回転電機の固定子、回転電機、および、回転電機の固定子の製造方法
US20130026874A1 (en) Rotary electric machine
US20200112226A1 (en) Electric machine with reduced housing resonance
WO2019073724A1 (ja) 回転電機の固定子
JP2012165630A (ja) 回転電機の固定子及びその製造方法
JP6760227B2 (ja) 回転電機のステータ
WO2018003461A1 (ja) 回転電機
US20120001516A1 (en) Stator for electric rotating machine and method of manufacturing the same
CN108336847B (zh) 槽绝缘纸以及旋转电机的定子
JP5626575B2 (ja) 回転電機及びその固定子並びに製造方法
JP5418150B2 (ja) 回転電機用のステータ及びその製造方法並びに回転電機
JP6651426B2 (ja) 回転電機の固定子、及びこれを備えた回転電機
JP2018137836A (ja) ステータおよび回転電機
JP2018125898A (ja) 回転電機
JP5741955B2 (ja) コイル線材、および、これを用いたコイル線材束
JP5909789B2 (ja) 回転電機、回転電機用ステータおよび車両
JP5924703B2 (ja) 車両用回転電機の固定子
JP5901503B2 (ja) 回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2018525013

Country of ref document: JP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17819826

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17819826

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1