JP7585944B2

JP7585944B2 - Stator

Info

Publication number: JP7585944B2
Application number: JP2021063321A
Authority: JP
Inventors: 雅志松本; 航平渡邉; 宏稲野; 知幸澤田; 葉月川村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-04-02
Filing date: 2021-04-02
Publication date: 2024-11-19
Anticipated expiration: 2041-04-02
Also published as: JP2022158424A

Description

本発明は、ステータに関する。 The present invention relates to a stator.

下記特許文献１には、連結部材によってセグメントコイル同士を連結する技術が開示されている。 The following Patent Document 1 discloses a technique for connecting segment coils together using a connecting member.

特開２０１９－１２６１５３号公報JP 2019-126153 A

ところで、従来、スロット内部のコイル本数と、コイルエンドのコイル本数とを同数とした場合、コイルエンドのコイル本数を増加させることで、コイルの表面積が増加してコイルによる冷却性能を高めることができるが、スロット内部において導電部に対する絶縁部の比率が増加するため、スロットの内部におけるコイルの占積率が低下してしまう。そこで、スロット内部の占積率を維持しつつ、冷却性能を向上させることが求められている。 Conventionally, when the number of coils inside the slot and the number of coils at the coil end are the same, increasing the number of coils at the coil end increases the coil surface area and improves the cooling performance of the coils. However, this increases the ratio of insulating parts to conductive parts inside the slot, reducing the coil space factor inside the slot. Therefore, there is a demand for improving cooling performance while maintaining the space factor inside the slot.

上述した課題を解決するために、一実施形態に係るステータは、スロットを有するステータコアと、ステータコアに巻回されるコイルと、を有するステータであって、コイルは、スロットの内部に位置し、単線からなる第一セグメントと、スロットの外部に位置し、集合線からなる第二セグメントと、第一セグメントと第二セグメントとを接続する連結部材とを有する。 In order to solve the above-mentioned problems, a stator according to one embodiment is a stator having a stator core with slots and a coil wound around the stator core, the coil having a first segment located inside the slot and made of a single wire, a second segment located outside the slot and made of an assembly of wires, and a connecting member connecting the first segment and the second segment.

一実施形態に係るステータによれば、スロット内部の占積率を維持しつつ、集合線を利用してスロット外部の比表面積を拡大させることにより、冷却性能を向上させることができる。 According to one embodiment of the stator, the cooling performance can be improved by increasing the specific surface area outside the slots using wire assembly while maintaining the space factor inside the slots.

一実施形態に係るステータの外観図である。FIG. 2 is an external view of a stator according to an embodiment. 図１に示すステータのＡ－Ａ断面図である。2 is a cross-sectional view of the stator shown in FIG. 1 taken along line AA. 一実施形態に係るステータが備える連結部材の外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view of a connecting member included in the stator according to the embodiment;

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。 One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、一実施形態に係るステータ１００の外観図である。図２は、図１に示すステータ１００のＡ－Ａ断面図である。図３は、一実施形態に係るステータ１００が備える連結部材１４６の外観斜視図である。 Figure 1 is an external view of a stator 100 according to one embodiment. Figure 2 is a cross-sectional view of the stator 100 shown in Figure 1 taken along line A-A. Figure 3 is an external perspective view of a connecting member 146 provided in the stator 100 according to one embodiment.

図１に示すステータ１００は、回転電機のステータである。図１に示すようにステータ１００は、ステータコア１２０と、コイル１４０とを備える。 The stator 100 shown in FIG. 1 is a stator for a rotating electric machine. As shown in FIG. 1, the stator 100 includes a stator core 120 and a coil 140.

ステータコア１２０は、例えば、複数の円環状の電磁鋼板が積層された構造を有する。ステータコア１２０には、複数のスロット１２２が形成されている。 The stator core 120 has a structure in which, for example, multiple annular electromagnetic steel plates are stacked. The stator core 120 has multiple slots 122 formed therein.

図１に示すように、各スロット１２２は、ステータコア１２０の軸方向における一方の端面から、ステータコア１２０の軸方向における他方の端面へ貫通して形成されている。 As shown in FIG. 1, each slot 122 is formed penetrating from one end face of the stator core 120 in the axial direction to the other end face of the stator core 120 in the axial direction.

また、図２に示すように、各スロット１２２は、ステータコア１２０の内周面１２０Ａから、ステータコア１２０の外周面１２０Ｂ側に向かって、一定の幅および一定の長さを有して形成されている。すなわち、図２に示すように、各スロット１２２は、ステータコア１２０の半径方向を長手方向とする長方形状の断面形状を有する。 As shown in FIG. 2, each slot 122 is formed with a constant width and a constant length from the inner peripheral surface 120A of the stator core 120 toward the outer peripheral surface 120B of the stator core 120. That is, as shown in FIG. 2, each slot 122 has a rectangular cross-sectional shape with the radial direction of the stator core 120 as the longitudinal direction.

さらに、ステータコア１２０には、円周方向に複数のスロット１２２が等間隔で並べて形成されている。 Furthermore, the stator core 120 has multiple slots 122 arranged at equal intervals in the circumferential direction.

コイル１４０は、ステータコア１２０に巻き回される。コイル１４０は、複数の第二セグメント１４２、複数の第一セグメント１４４、および複数の連結部材１４６を有して構成されている。 The coil 140 is wound around the stator core 120. The coil 140 is configured to have a plurality of second segments 142, a plurality of first segments 144, and a plurality of connecting members 146.

複数の第二セグメント１４２は、ステータコア１２０の一方の外側のコイルエンド１４０Ａと、ステータコア１２０の他方の外側のコイルエンド１４０Ｂとを構成する部分である。複数の第二セグメント１４２の各々は、２つの第一セグメント１４４の間に設けられ、２つの第一セグメント１４４を接続する。 The second segments 142 are parts that make up one outer coil end 140A of the stator core 120 and the other outer coil end 140B of the stator core 120. Each of the second segments 142 is provided between two first segments 144 and connects the two first segments 144.

本実施形態では、第二セグメント１４２は、複数の導線が互いに撚り合されて構成された集合線が用いられている。 In this embodiment, the second segment 142 uses an assembly wire made up of multiple conductors twisted together.

複数の第一セグメント１４４は、ステータコア１２０が有する複数のスロット１２２の各々の内部に配置される。図２に示すように、ステータコア１２０が有する各スロット１２２には、複数の第一セグメント１４４が半径方向（すなわち、スロット１２２の長手方向）に並べて配置される。 The multiple first segments 144 are arranged inside each of the multiple slots 122 of the stator core 120. As shown in FIG. 2, the multiple first segments 144 are arranged side by side in the radial direction (i.e., the longitudinal direction of the slots 122) in each slot 122 of the stator core 120.

本実施形態では、第一セグメント１４４は、単線が用いられており、その一例として、断面が矩形状を有する１本の平角線コイルまたは銅板が用いられている。 In this embodiment, the first segment 144 is made of a single wire, and as an example, a single flat wire coil or copper plate having a rectangular cross section is used.

なお、図２に示すように、スロット１２２内において、複数の第一セグメント１４４の各々は、絶縁紙１２４によって覆われることによって絶縁される。 As shown in FIG. 2, each of the first segments 144 in the slot 122 is insulated by being covered with insulating paper 124.

連結部材１４６は、第二セグメント１４２の端部と、第一セグメント１４４の端部とを接続する部材である。本実施形態では、連結部材１４６の一例として、中空構造を有する銅管が用いられる。 The connecting member 146 is a member that connects the end of the second segment 142 and the end of the first segment 144. In this embodiment, a copper tube having a hollow structure is used as an example of the connecting member 146.

連結部材１４６には、その一方の開口部１４６Ａから、第二セグメント１４２の端部が挿入される。また、連結部材１４６には、その他方の開口部１４６Ｂから、第一セグメント１４４の端部が挿入される。これにより、連結部材１４６は、第二セグメント１４２の端部と、第一セグメント１４４の端部とを、容易に接続できるようになっている。 The end of the second segment 142 is inserted into the connecting member 146 through one opening 146A. The end of the first segment 144 is inserted into the connecting member 146 through the other opening 146B. This allows the connecting member 146 to easily connect the end of the second segment 142 and the end of the first segment 144.

なお、コイル１４０は、複数の第一セグメント１４４の各々の両端部に連結部材１４６が接続されるため、第一セグメント１４４の数の２倍の数の連結部材１４６を有する。 In addition, since the coil 140 has connecting members 146 connected to both ends of each of the multiple first segments 144, the coil 140 has twice the number of connecting members 146 as the number of first segments 144.

また、図３に示す例では、連結部材１４６は、第二セグメント１４２の端部の断面積が、第一セグメント１４４の端部の断面積よりも大きいことから、第二セグメント１４２の端部が挿入される一方の開口部１４６Ａが、第一セグメント１４４の端部が挿入される他の開口部１４６Ｂよりも、内径が大きくなっている。例えば、連結部材１４６は、深絞り加工によって、互いに内径が異なる２つの開口部を有する形状に形成することができる。 In the example shown in FIG. 3, the cross-sectional area of the end of the second segment 142 of the connecting member 146 is larger than the cross-sectional area of the end of the first segment 144, so that one opening 146A into which the end of the second segment 142 is inserted has a larger inner diameter than the other opening 146B into which the end of the first segment 144 is inserted. For example, the connecting member 146 can be formed by deep drawing into a shape having two openings with different inner diameters.

以上説明したように、一実施形態に係るステータ１００は、スロット１２２を有するステータコア１２０と、ステータコア１２０に巻回されるコイル１４０とを有し、コイル１４０は、スロット１２２の内部に位置し、単線からなる第一セグメント１４４と、スロット１２２の外部に位置し、集合線からなる第二セグメント１４２と、第一セグメント１４４と第二セグメント１４２とを接続する連結部材１４６とを有する。 As described above, the stator 100 according to one embodiment has a stator core 120 having slots 122 and a coil 140 wound around the stator core 120. The coil 140 has a first segment 144 located inside the slot 122 and made of a single wire, a second segment 142 located outside the slot 122 and made of an assembled wire, and a connecting member 146 connecting the first segment 144 and the second segment 142.

これにより、一実施形態に係るステータ１００は、第一セグメント１４４に単線を用いたことにより、スロット１２２内におけるコイル１４０の占積率を維持しつつ、第二セグメント１４２に集合線を用いたことにより、第二セグメント１４２の比表面積を拡大させて、第二セグメント１４２における冷却油との接触面積を増大させることができ、よって、コイル１４０による冷却性能を向上させることができる。 As a result, in one embodiment of the stator 100, by using a solid wire for the first segment 144, the space factor of the coil 140 in the slot 122 is maintained, while by using an assembled wire for the second segment 142, the specific surface area of the second segment 142 is increased, thereby increasing the contact area of the second segment 142 with the cooling oil, thereby improving the cooling performance of the coil 140.

また、一実施形態に係るステータ１００は、第一セグメント１４４として絶縁紙１２４によって覆われた銅板を用いることができ、この場合、スロット１２２内における導体の占積率を高めることができるうえ、平角線コイルの供給不足のリスクを回避することができる。 In addition, the stator 100 according to one embodiment can use a copper plate covered with insulating paper 124 as the first segment 144. In this case, the space factor of the conductor in the slot 122 can be increased and the risk of a shortage of the flat wire coil can be avoided.

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the present invention as described in the claims.

１００ステータ
１２０ステータコア
１２０Ａ内周面
１２０Ｂ外周面
１２２スロット
１４０コイル
１４０Ａ,１４０Ｂコイルエンド
１４２第二セグメント
１４４第一セグメント
１４６連結部材
１４６Ａ，１４６Ｂ開口部 Reference Signs List 100 Stator 120 Stator core 120A Inner peripheral surface 120B Outer peripheral surface 122 Slot 140 Coil 140A, 140B Coil end 142 Second segment 144 First segment 146 Connecting member 146A, 146B Opening

Claims

A stator having a stator core having slots and a coil wound around the stator core,
The coil is
a first segment located within the slot and made of a solid wire;
a second segment located outside the slot and made of wire assembly;
a connecting member connecting the first segment and the second segment.