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技術 回転電機のステータ

出願人 アイシン精機株式会社
発明者 加藤功
出願日 2010年3月26日 (9年4ヶ月経過) 出願番号 2010-071895
公開日 2011年10月13日 (7年9ヶ月経過) 公開番号 2011-205817
状態 特許登録済
技術分野 電動機、発電機の巻線の絶縁、固着
主要キーワード 作業信頼性 バス部材 接合点数 配策作業 収容状況 各絶縁部材 半径方向外向 空間絶縁距離
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2011年10月13日)のものです。
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図面 (8)

課題

バスリングを始めとする部品点数および部品費用を削減するとともに製造工数を削減し、さらには電気絶縁性能を確保しつつ軸方向寸法を小さくした給電部を備える回転電機ステータを提供する。

解決手段

周方向に間隔をあけて配置され半径方向に突出する複数の磁極ティースを有する円筒状のステータコア分割コア21)と、ステータコアの各磁極ティース導線巻回して構成したコイル3U3〜3W3と、各コイルと各磁極ティースとの間に介在する筒状の絶縁ボビンと、ステータコアの軸方向外側に配置されて各コイルに電源を供給する給電部6と、を備える回転電機のステータにおいて、給電部6は、各コイルを構成する導線の巻き始めおよび巻き終わりの少なくとも一方を予め所定長さだけ長くして設けた引き回し線7U3、7W3と、各引き回し線を収容して配策する溝部86U、86Vを形成した絶縁部材(給電絶縁部8U3〜8W3)とを有する。

概要

背景

ハイブリッド車電気自動車に搭載される発電電動機などの回転電機には、コイルを有するステータを外周側に配置し、磁石を有するロータ内周側に配置したインナーロータ回転磁石形のものが多用されている。この種の回転電機のステータは、半径方向内向きに突出する複数の磁極ティースを有する円筒状のステータコアと、各磁極ティース導線巻回して構成したコイルと、各コイルと各磁極ティースとの間に介在して電気絶縁を担う筒状の絶縁ボビンとを備えるのが一般的である。また、給電部として、例えば特許文献1に開示されるように、ステータコアの軸方向外側にバスリングと呼ばれるリング状の導体を配置して各コイルに電源を供給する構造が用いられている。

特許文献1に開示された回転電機の集配電構造は、同一相のコイルを接続する複数相のバスリングと、バスリングの所定周方向位置を挟持固定する複数の挟持部材とを備え、複数の挟持部材が同一形状であることを特徴としている。これにより、集配電構造の構成に要する部品点数および費用を削減し、製造工程に煩雑な手間がかかることを防止し、生産性を向上できる、とされている。

特許文献1に限らず一般的に、バスリングは相ごとに設けられ、これらバスリングが相互に接触しないように挟持部材が用いられる。また、電源は電力ケーブルを用いて引き込まれるので、受け渡しの用の端子台が必要になる。この端子台とバスリングとを接続するためにバスバーが用いられる。バスバーも相互に接触しないように配置されている。一方、各相コイルの巻き終わりを結んで中性点とするために、リング状の中性点バスリングが用いられることもある。各相コイルの巻き始めおよび巻き終わりの端部は、溶接ネジ止めなどにより、バスリングの所定部位接合される。

概要

バスリングを始めとする部品点数および部品費用を削減するとともに製造工数を削減し、さらには電気絶縁性能を確保しつつ軸方向寸法を小さくした給電部を備える回転電機のステータを提供する。周方向に間隔をあけて配置され半径方向に突出する複数の磁極ティースを有する円筒状のステータコア(分割コア21)と、ステータコアの各磁極ティースに導線を巻回して構成したコイル3U3〜3W3と、各コイルと各磁極ティースとの間に介在する筒状の絶縁ボビンと、ステータコアの軸方向外側に配置されて各コイルに電源を供給する給電部6と、を備える回転電機のステータにおいて、給電部6は、各コイルを構成する導線の巻き始めおよび巻き終わりの少なくとも一方を予め所定長さだけ長くして設けた引き回し線7U3、7W3と、各引き回し線を収容して配策する溝部86U、86Vを形成した絶縁部材(給電絶縁部8U3〜8W3)とを有する。

目的

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、バスリングを始めとする部品点数および部品費用を削減するとともに製造工数を削減し、さらには電気絶縁性能を確保しつつ軸方向寸法を小さくした給電部を備える回転電機のステータを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

周方向に間隔をあけて配置され半径方向に突出する複数の磁極ティースを有する円筒状のステータコアと、該ステータコアの各前記磁極ティースに導線巻回して構成したコイルと、各該コイルと各前記磁極ティースとの間に介在する筒状の絶縁ボビンと、前記ステータコアの軸方向外側に配置されて各前記コイルを電気的に外部と接続する給電部と、を備える回転電機ステータにおいて、前記給電部は、各前記コイルを構成する前記導線の巻き始めおよび巻き終わりの少なくとも一方を予め所定長さだけ長くして設けた引き回し線と、各該引き回し線を収容して配策する溝部を形成した絶縁部材とを有することを特徴とする回転電機のステータ。

請求項2

請求項1において、複数相でそれぞれ並列接続された複数個のコイルを備え、前記給電部の前記絶縁部材の前記溝部は、相ごとに形成されかつ各相の複数個のコイルの各前記引き回し線を収容して配策することを特徴とする回転電機のステータ。

請求項3

請求項1または2において、前記絶縁ボビンを前記ステータコアの軸方向外側まで延在させて前記給電部の前記絶縁部材を一体的に形成したことを特徴とする回転電機のステータ。

請求項4

請求項1〜3のいずれか一項において、複数の前記絶縁部材を前記ステータコアの軸方向外側に環状に配置し、各絶縁部材の外周側または軸方向外側に複数の前記溝部を離隔して並行に形成したことを特徴とする回転電機のステータ。

請求項5

請求項4において、複数の前記絶縁部材の少なくとも一部は、半径方向または軸方向に形成されて前記コイルの前記引き回し線を配策する引き回し溝または引き回し孔を有し、あるいは、複数の前記絶縁部材が周方向に隣接する間に前記コイルの前記引き回し線を配策する引き回し間隙を確保した、ことを特徴とする回転電機のステータ。

請求項6

請求項1〜5のいずれか一項において、前記絶縁部材に形成された前記溝部は、溝部入口を狭隘にしたカエシ部を有することを特徴とする回転電機のステータ。

請求項7

請求項2〜6のいずれか一項において、前記各相の複数個のコイルの各前記引き回し線の末端一括して接合するとともに外部との接続を可能とする端子を有することを特徴とする回転電機のステータ。

技術分野

0001

本発明は、電動機や発電機などの回転電機ステータに関し、より詳細には、ステータコイル電源を供給する給電部の構造に関する。

背景技術

0002

ハイブリッド車電気自動車に搭載される発電電動機などの回転電機には、コイルを有するステータを外周側に配置し、磁石を有するロータ内周側に配置したインナーロータ回転磁石形のものが多用されている。この種の回転電機のステータは、半径方向内向きに突出する複数の磁極ティースを有する円筒状のステータコアと、各磁極ティース導線巻回して構成したコイルと、各コイルと各磁極ティースとの間に介在して電気絶縁を担う筒状の絶縁ボビンとを備えるのが一般的である。また、給電部として、例えば特許文献1に開示されるように、ステータコアの軸方向外側にバスリングと呼ばれるリング状の導体を配置して各コイルに電源を供給する構造が用いられている。

0003

特許文献1に開示された回転電機の集配電構造は、同一相のコイルを接続する複数相のバスリングと、バスリングの所定周方向位置を挟持固定する複数の挟持部材とを備え、複数の挟持部材が同一形状であることを特徴としている。これにより、集配電構造の構成に要する部品点数および費用を削減し、製造工程に煩雑な手間がかかることを防止し、生産性を向上できる、とされている。

0004

特許文献1に限らず一般的に、バスリングは相ごとに設けられ、これらバスリングが相互に接触しないように挟持部材が用いられる。また、電源は電力ケーブルを用いて引き込まれるので、受け渡しの用の端子台が必要になる。この端子台とバスリングとを接続するためにバスバーが用いられる。バスバーも相互に接触しないように配置されている。一方、各相コイルの巻き終わりを結んで中性点とするために、リング状の中性点バスリングが用いられることもある。各相コイルの巻き始めおよび巻き終わりの端部は、溶接ネジ止めなどにより、バスリングの所定部位接合される。

先行技術

0005

特開2009−261094号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、バスリングやバスバーを用いることで複数相の各コイルに電源を供給できるが、これらバス部材は高価である。なぜなら、バスリングやバスバーは、比較的高価な銅線銅板原材とし、曲げ加工打ち抜き加工、さらには絶縁塗装加工などの手間をかけて製造しているからである。また、挟持部材などバス部材を支持して電気絶縁を確保するための部材点数が多く、組立作業にも多くの手間がかかっていた。加えて、各コイルの両側の端部を接合する接合点数が多く、接合作業も繁雑になっていた。以上説明したように、給電部にはバスリングやバスバー以外にも多数の部材点数が必要とされ、かつ多くの製造工数が必要とされていた、

0007

また、各相間および対地間電気絶縁性能を確保するために所定の空間絶縁距離および沿面絶縁距離が必要となるので、挟持部材などの大きさや形状、組立作業方法などにさまざまな制約が生じていた。このため、給電部の軸方向寸法が大きくなりがちであり、ステータの大形化の一因にもなっていた。

0008

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、バスリングを始めとする部品点数および部品費用を削減するとともに製造工数を削減し、さらには電気絶縁性能を確保しつつ軸方向寸法を小さくした給電部を備える回転電機のステータを提供することを解決すべき課題とする。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決する請求項1に係る回転電機のステータの発明は、周方向に間隔をあけて配置され半径方向に突出する複数の磁極ティースを有する円筒状のステータコアと、該ステータコアの各前記磁極ティースに導線を巻回して構成したコイルと、各該コイルと各前記磁極ティースとの間に介在する筒状の絶縁ボビンと、前記ステータコアの軸方向外側に配置されて各前記コイルを電気的に外部と接続する給電部と、を備える回転電機のステータにおいて、前記給電部は、各前記コイルを構成する前記導線の巻き始めおよび巻き終わりの少なくとも一方を予め所定長さだけ長くして設けた引き回し線と、各該引き回し線を収容して配策する溝部を形成した絶縁部材とを有することを特徴とする。

0010

請求項2に係る発明は、請求項1において、複数相でそれぞれ並列接続された複数個のコイルを備え、前記給電部の前記絶縁部材の前記溝部は、相ごとに形成されかつ各相の複数個のコイルの各前記引き回し線を収容して配策することを特徴とする。

0011

請求項3に係る発明は、請求項1または2において、前記絶縁ボビンを前記ステータコアの軸方向外側まで延在させて前記給電部の前記絶縁部材を一体的に形成したことを特徴とする。

0012

請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか一項において、複数の前記絶縁部材を前記ステータコアの軸方向外側に環状に配置し、各絶縁部材の外周側または軸方向外側に複数の前記溝部を離隔して並行に形成したことを特徴とする。

0013

請求項5に係る発明は、請求項4において、複数の前記絶縁部材の少なくとも一部は、半径方向または軸方向に形成されて前記コイルの前記引き回し線を配策する引き回し溝または引き回し孔を有し、あるいは、複数の前記絶縁部材が周方向に隣接する間に前記コイルの前記引き回し線を配策する引き回し間隙を確保した、ことを特徴とする。

0014

請求項6に係る発明は、請求項1〜5のいずれか一項において、前記絶縁部材に形成された前記溝部は、溝部入口を狭隘にしたカエシ部を有することを特徴とする。

0015

請求項7に係る発明は、請求項2〜6のいずれか一項において、前記各相の複数個のコイルの各前記引き回し線の末端一括して接合するとともに外部との接続を可能とする端子を有することを特徴とする。

発明の効果

0016

請求項1に係る回転電機のステータの発明では、ステータコアと、コイルと、絶縁ボビンと、給電部とを備える回転電機のステータにおいて、給電部は、各コイルを構成する導線の巻き始めおよび巻き終わりの少なくとも一方を予め所定長さだけ長くして設けた引き回し線と、各引き回し線を収容して配策する溝部を形成した絶縁部材とを有している。これにより、引き回し線を配策することで各コイルを電気的に外部と接続することができ、従来用いていた高価なバスリングを不要にできる。したがって、給電部の部品点数を削減でき、部品費用を大幅に削減できる。

0017

請求項2に係る発明では、複数相でそれぞれ並列接続された複数個のコイルを備え、給電部の絶縁部材の溝部は、相ごとに形成されかつ各相の複数個のコイルの引き回し線を収容して配策している。これにより、引き回し線を配策することで複数相の複数個の各コイルに電源を供給でき、従来複数相にそれぞれ用いていた高価なバスリングを不要にできる。したがって、給電部の部品点数を削減でき、部品費用を大幅に削減できる。

0018

請求項3に係る発明では、絶縁ボビンを延在させて給電部の絶縁部材を一体的に形成している。したがって、従来のバスリングを挟持する挟持部材の代わりに用いる絶縁部材を別体で設ける必要がなくなり、部品点数および部品費用を大幅に削減できるとともに、組立作業も簡素化されて製造工数を削減できる。

0019

請求項4に係る発明では、複数の絶縁部材をステータコアの軸方向外側に環状に配置し、各絶縁部材の外周側または軸方向外側に複数の溝部を離隔して並行に形成している。したがって、並行する溝部により引き回し線の他相間の空間絶縁距離および沿面絶縁距離が確保され、良好な電気絶縁性能を確保できる。また、これにより給電部の軸方向寸法を小さくすることができ、ステータの軸方向長の削減に寄与できる。

0020

請求項5に係る発明では、複数の絶縁部材の少なくとも一部は、半径方向または軸方向に形成されてコイルの引き回し線を配策する引き回し溝または引き回し孔を有し、あるいは、複数の絶縁部材が周方向に隣接する間にコイルの引き回し線を配策する引き回し間隙を確保している。これにより、引き回し線が溝部に達するまでの間において、隣接する他相引き回し線や他相コイルとの絶縁距離を確保できる。また、引き回し線の配策が容易になって製造工数を削減できる。

0021

請求項6に係る発明では、絶縁部材に形成された溝部は、溝部入口を狭隘にしたカエシ部を有している。したがって、引き回し線を溝部に確実に収容できて作業信頼性が向上するとともに、一旦引き回し線を収容すれば逸脱し難いので配策作業が行いやすくなって製造工数を削減できる。

0022

請求項7に係る発明では、各相の複数個のコイルの各前記引き回し線の末端を一括して接合するとともに外部との接続を可能とする端子を有している。これにより、バスリングだけでなくバスバーも不要にでき、給電部の部品点数および部品費用を大幅に削減できる。また、従来各コイルのそれぞれの端部ごとに必要であった接合作業を相ごとに一括して行うので、接合点数が減少して製造工数を削減できる。

図面の簡単な説明

0023

第1実施形態の回転電機のステータを説明する図であり、(1)は軸線延長方向からみた平面図、(2)は側面図である。
第1実施形態において、1個の分割コアおよび絶縁ボビンを説明する斜視図である。
第1実施形態において、3相各5個のコイルの結線を示す結線図である。
図1(1)の矢印C方向から見た給電部の斜視図である。
図1(1)のD−D矢視断面で示されるステータの部分断面図である。
図4の矢印E方向から見た給電部の部分拡大図である。
第2実施形態の回転電機のステータを説明する断面図である。

実施例

0024

本発明の第1実施形態の回転電機のステータについて、図1図6を参考にして説明する。図1は、第1実施形態の回転電機のステータ1を説明する図であり、(1)は軸線AX延長方向からみた平面図、(2)は側面図である。回転電機は、外周側にステータ1、内周側に図略のロータを配置し、軸線AXを中心として概ね軸対称の構造を有している。図1に示されるように、ステータ1は、ステータコア2およびコイル3を備えている。また、ステータ1は、ステータコア2の軸方向外側すなわち図1(2)の側面図の左側に給電部6を備えている。

0025

ステータコア2は、15等分割された分割コア21を周方向に配置して円筒状に構成されている。図2は、1個の分割コア21および絶縁ボビン5を説明する斜視図である。分割コア21は、略T字状の磁性鋼板が図中の上下方向に積層されて構成されたものであり、半径方向内向きに突出する磁極ティース22を有している。

0026

コイル3は、各分割コア21の磁極ティース22に、導線を巻回して構成されている。3相各5個つまり合計15個のコイル3の配置は、図1(1)に示されるように、反時計回りにV相第1コイル3V1、W相第1コイル3W1、U相第1コイル3U1、V相第2コイル3V2、W相第2コイル3W2、(途中略)、W相第5コイル3W5、U相第5コイル3U5の順番となっている。図3は、3相各5個のコイル3の結線を示す結線図である。図示されるように、同一相の5個のコイル3U1〜3U5、3V1〜3V5、3W1〜3W5は並列接続され、三相全体ではスター結線Y結線)されている。同一相の5個のコイル3U1〜3U5、3V1〜3V5、3W1〜3W5の各印加端は、端子4U、4V、4W、により一括して接合されている。また、U相第1コイル3U1、V相第1コイル3V1、およびW相第1コイル3W1の各中性端は、第1接続部材4N1で結ばれて中性点になっている。同様に、各相の第2〜第5コイルの中性端も、それぞれ第2〜第5接続部材4N2〜4N5で結ばれて中性点になっている。図3には、第1および第5接続部材4N1、4N5とその結線を示し、残りの接続部材4N2〜4N4とその結線は省略している。

0027

絶縁ボビン5は、各コイル3と各磁極ティース22との間にそれぞれ介在している。図2に示されるように、絶縁ボビン5は、上側ボビン51および下側ボビン55からなっている。上側ボビン51は、磁極ティース22の概ね上側半分を覆う筒状部511と、筒状部511の内周側から拡がる内側鍔部512と、筒状部511の外周側から拡がる外側鍔部513とを有している。筒状部511、内側鍔部512、および外側鍔部513の図中下部は、部材厚さが約半分に加工されて上側嵌合部52が形成されている。同様に、下側ボビン55は、磁極ティース22の概ね下側半分を覆う筒状部551と、筒状部551の内周側から拡がる内側鍔部552と、筒状部551の外周側から拡がる外側鍔部553とを有し、各部551、552、553の図中上部の部材厚さを約半分とした下側嵌合部56が形成されている。

0028

図2中の矢印Bで示されるように上側ボビン51を下降させると、上側ボビン51の上側嵌合部52と下側ボビン55の下側嵌合部56とがオーバラップして嵌合するようになっている。嵌合によって絶縁ボビン5は筒状となる。絶縁ボビン5は、導線を巻回してコイル3を構成する際に巻き型役割を果たすとともに、コイル3と磁極ティース22との間の電気絶縁を担っている。

0029

給電部6は、ステータコア2の軸方向外側に配置されており、各コイル3を電気的に外部と接続する部位である。給電部6は、各コイル3を構成する導線を予め所定長さだけ長くした引き回し線、および引き回し線を収容して配策する溝部を形成した本発明の絶縁部材に相当する給電絶縁部8を有している。

0030

給電部6を構成する引き回し線は、各コイル3を構成する導線の巻き始めの印加端を予め所定長さだけ長くして設けた配策用の部位である。図1(1)に示されるように、U相第1コイル3U1のU相第1引き回し線7U1は、コイル3U1から半径方向外向きに出た後、さらに給電部6の外側まで半径方向外向きに配策されている。U相第2コイル3U2のU相第2引き回し線7U2は、コイル3U2から半径方向外向きに出た後、U字状に屈曲して給電部6の外周を図中時計回りに配策されている。さらに、U相第2引き回し線7U2は、U相第1コイル3U1の外周でU相第1引き回し線7U1に出会い、これと並行し給電部6の外側まで半径方向外向きに配策されている。同様に、U相第3コイル3U3のU相第3引き回し線7U3も、コイル3U3から半径方向外向きに出た後、U字状に屈曲して給電部6の外周を図中時計回りに配策されている。さらに、U相第3引き回し線7U3は、U相第1コイル3U1の外周でU相第1引き回し線7U1およびU相第2引き回し線7U2に出会い、これらと並行し給電部6の外側まで半径方向外向きに配策されている。

0031

一方、U相第4コイル3U4のU相第4引き回し線7U4、およびU相第5コイル3U5のU相第5引き回し線7U5は、コイル3U4、3U5から半径方向外向きに出た後、滑らかに屈曲して給電部6の外周を逆方向、つまり図中反時計回りに配策されている。さらに、U相第4引き回し線7U4およびU相第5引き回し線7U5は、U相第1コイル3U1の外周でU相第1引き回し線7U1〜U相第3引き回し線7U3に出会い、これらと並行し給電部6の外側まで半径方向外向きに配策されている。結局、5本のU相第1〜U相第5引き回し線7U1〜7U5は、U相第1コイル3U1の外周で出会ったのち、並行して給電部6の外側まで半径方向外向きに配策されている。さらに、5本のU相第1〜U相第5引き回し線7U1〜7U5の各末端は、U相端子4Uを用いて一括され、圧着接合されている。

0032

V相においても、U相と概ね同じように配策されている。すなわち、V相第1コイル3V1のV相第1引き回し線7V1は、コイル3V1から半径方向外向きに出た後、さらに給電部6の外側まで半径方向外向きに配策されている。V相第2コイル3V2のV相第2引き回し線7V2、およびV相第3コイル3V3のV相第3引き回し線7V3は図中時計回りに配策され、V相第4コイル3V4のV相第4引き回し線7V4、およびV相第5コイル3V5のV相第5引き回し線7V5は逆方向の図中反時計回りに配策されている。5本のV相第1〜V相第5引き回し線7V1〜7V5は、V相第1コイル3V1の外周で出会ったのち、並行して給電部6の外側まで半径方向外向きに配策されている。5本のV相第1〜V相第5引き回し線7V1〜7V5の各末端は、V相端子4Vを用いて一括され、圧着接合されている。

0033

W相においても、U相と概ね同じように配策されている。すなわち、W相第1コイル3W1のW相第1引き回し線7W1は、コイル3W1から半径方向外向きに出た後、さらに給電部6の外側まで半径方向外向きに配策されている。W相第2コイル3W2のW相第2引き回し線7W2、およびW相第3コイル3W3のW相第3引き回し線7W3は図中時計回りに配策され、W相第4コイル3W4のW相第4引き回し線7W4、およびW相第5コイル3W5のW相第5引き回し線7W5は逆方向の図中反時計回りに配策されている。5本のW相第1〜W相第5引き回し線7W1〜7W5は、W相第1コイル3W1の外周で出会ったのち、並行して給電部6の外側まで半径方向外向きに配策されている。5本のW相第1〜W相第5引き回し線7W1〜7W5の各末端は、W相端子4Wを用いて一括され、圧着接合されている。

0034

各相の端子4U〜4Wは、図略の端子台に接続され、外部と接続できるようになっている。したがって、回転電機がモータである場合、端子台に電源供給用の電力ケーブルを接続して、各相コイル3U1〜3U5、3V1〜3V5、3W1〜3W5に電力を供給することができる。また、回転電機がジェネレータである場合、端子台に電源取出し用の電力ケーブルを接続して、各相コイル3U1〜3U5、3V1〜3V5、3W1〜3W5から電力を取り出すことができる。

0035

また、図1(1)に示されるように、U相第1コイル3U1を構成する導線の巻き終わりはU相第1中性端7UN1とされ、W相第1コイル3W1の上側まで配策されている。V相第1コイル3V1およびW相第1コイル3W1を構成する各導線の巻き終わりは、V相第1中性端7VN1およびW相第1中性端7WN1とされ、両方ともW相第1コイル3W1の上側まで配策されている。各相の第1中性端7UN1〜7WN1の末端は、第1接続部材4N1で一括され、圧着接合されている。同様に、各相の第2〜第5中性端は、それぞれ第2〜第5接続部材4N2〜4N5で一括され、圧着接合されている。

0036

給電部6を構成する給電絶縁部8は、図2に示されるように絶縁ボビン5と一体的に形成されている。詳述すると、上側ボビン51の外側鍔部513のうち分割コア21よりも軸方向外側まで延在する部分に、給電絶縁部8が一体的に形成されている。したがって、給電絶縁部8は、分割コア21およびコイル3と同数の15個となる。

0037

さらに、図4および図5を参考にして、給電部6を詳述する。図4は、図1(1)の矢印C方向から見た給電部6の斜視図である。また、図5は、図1(1)のD−D矢視断面で示されるステータ1の部分断面図である。図4に示されるように、15個の給電絶縁部8V3、8W3、8U3は、それぞれ分割コア21の軸方向外側に配置され、全体として環状に配置されている。図2に示されるように、給電絶縁部8は、上側ボビン51の外側鍔部513に連なるとともに軸線AX方向および周方向に広がる板状のボビン延長部81、ボビン延長部81から半径方向外向きに設けられて分割コア21の軸方向端面に当接する板状のコア当接部83、ボビン延長部81およびコア当接部83と直交するように立設された2個の溝形成用基部84、85などにより形成されている。

0038

図4に示されるように、各給電絶縁部8V3、8W3、8U3のボビン延長部81の周方向の中央付近には、半径方向に傾斜して引き回し溝82が形成されている。引き回し溝82の幅は、引き回し線を配策するための十分な寸法とされている。引き回し溝82によってボビン延長部81は二分され、それぞれに溝形成用基部84W3、84U3、85V3、85W3、85U3が立設されている。なお、引き回し溝82は、引き回し線を貫通させて配策する引き回し孔とすることもできる。あるいは、複数の給電絶縁部8が周方向に隣接する間に、引き回し線を配策する引き回し間隙を確保するようにしてもよい。

0039

図中左右の溝形成用基部84W3、84U3、85V3、85W3、85U3の半径方向外側の面には、半径方向内側に向けて三相の溝部86V、86W、86Uが離隔して並行に形成されている。溝部86V、86W、86Uの位置は、左右で同一とされており、収容する各相の引き回し線が互いに並行するようになっている。また、図5に示されるように、各相溝部86V、86W、86Uは、引き回し線を2本収容できる深さを有している。さらに、各相溝部86V、86W、86Uは、溝部入口を狭隘にしたカエシ部87を有している。また、隣接するV相溝部86VとW相溝部86Wとの離隔距離DI、およびW相溝部86WとU相溝部86Uとの離隔距離DIは、電気絶縁性能上必要とされる寸法が確保されている。

0040

さらに、図4中の右側の溝形成用基部85V3、85W3、85U3には、図6に示される屈曲用孔88および屈曲用溝89が形成されている。図6は、図4の矢印E方向から見た給電部6の部分拡大図である。屈曲用孔88は、溝形成用基部85がボビン延長部81およびコア当接部83に合する箇所に設けられた矩形の孔である。屈曲用溝89は、溝形成用基部85がボビン延長部81に接する箇所に設けられた溝である。屈曲用孔88および屈曲用溝89は、引き回し線を通して屈曲させる十分な広さを有している。

0041

次に、引き回し線の配策方法を説明する。図4において、U相第3コイル3U3のU相第3引き回し線7U3は、コイル3U3から半径方向外向きに出た後、給電絶縁部8U3の引き回し溝82を通り抜け、コア当接部83の上側でU字状に屈曲し、溝形成用基部84U3のU相溝部86Uへと配策されている。以降、U相第3引き回し線7U3は、環状に配設されている給電絶縁部8のU相溝部86Uに順次収容されて周方向に配策される。

0042

また、W相第3コイル3W3のW相第3引き回し線7W3は、コイル3W3から半径方向外向きに出た後、給電絶縁部8W3の引き回し溝82を通り抜け、溝形成用基部85W3の屈曲用孔88を通り抜けてU字状に屈曲し、溝形成用基部84W3のW相溝部86Wへと配策されている。そして、図6に示されるように、W相第3引き回し線7W3はW相溝部86Wに収容される。以降、W相第3引き回し線7W3は、環状に配設されている給電絶縁部8のW相溝部86Wに順次収容されて周方向に配策される。なお、図6には、U相第3引き回し線7U3がU相溝部86Uに収容されて配策される状況も示されている。

0043

V相第3コイル3V3のV相第3引き回し線7V3は、コイル3V3から半径方向外向きに出た後、給電絶縁部8W3の引き回し溝82を通り抜け、溝形成用基部85V3の屈曲用孔88を通り抜けさらに屈曲用溝89を通ってU字状に屈曲し、溝形成用基部のV相溝部へと配策されている。以降、V相第3引き回し線7W3は、環状に配設されている給電絶縁部8のV相溝部86Vに順次収容されて周方向に配策される。上述のように、引き回し溝82や屈曲用孔88および屈曲用溝89を利用することで、引き回し線7U3、7W3、7V3相互間や他相コイルとの絶縁距離を確保して配策することができる。

0044

三相の第2コイル3U2〜3W2の各第2引き回し線7U2〜7W2も、概ね同様に配策される。三相の第1コイル3U〜3W1の第1引き回し線7U1〜7W1は、コイル3U1〜3W1から半径方向外向きに出た後、溝部86U〜86Wには収容されず、端子4U〜4Wに向かい半径方向外向きに配策される。一方、三相の第4および第5コイル3U4〜3W4、3U5〜3W5の各引き回し線7U4〜7W4、7U5〜7W5では、配策方向が図4とは逆回転方向になる。したがって、各引き回し線7U4〜7W4、7U5〜7W5をU字状に屈曲させる必要がなくなり、滑らかに屈曲させて溝部86V、86W、86Uへと配策できる。

0045

一方、U相第3コイル3U3のU相第3中性端7UN3は、図4に示されるように、自コイル3U3の図中上側を通り、一旦半径方向内側へ抜け、W相第3コイル3W3の上側まで配策されている。V相第3コイル3V3のV相第3中性端7UN3も、自コイル3V3の図中上側を通り、一旦半径方向内側へ抜け、W相第3コイル3W3の上側まで配策されている。W相第3コイル3W3のW相第3中性端7WUN3は、自コイル3W3の図中上側を通って配策されている。三相の第3中性端7UN〜7WN3の末端は、第3接続部材4N3で一括され、圧着接合されている。

0046

また、図1(1)のD−D矢視断面を示す図5には、各相溝部86V、86W、86Uが引き回し線を収容している状況が例示されている。詳述すると、V相溝部86Vは、V相第3コイル3V3のV相第3引き回し線7V3を収容している。W相溝部86Wは、W相第2コイル3W2のW相第2引き回し線7W2、およびW相第3コイル3W3のW相第3引き回し線7W3を並べて収容している。U相溝部86Uは、U相第2コイル3U2のU相第2引き回し線7U2、およびU相第3コイル3U3のU相第3引き回し線7U3を並べて収容している。図5は引き回し線の収容状況の一例であり、各相溝部86V、86W、86Uが収容する引き回し線の本数は、周方向の位置により変化する。

0047

以上説明した第1実施形態の回転電機のステータでは、三相各5個のコイル3U1〜3U5、3V1〜3V5、3W1〜3W5を構成する導線の巻き始めの印加端を予め所定長さだけ長くして引き回し線7U1〜7U5、7V1〜7V5、7W1〜7W5とし、各引き回し線7U2〜7U5、7V2〜7V5、7W2〜7W5を給電絶縁部8、8U3〜8W3の溝部86U〜86Wに収容して端子4U〜4Wまで配策している。これにより、従来用いていた高価なバスリングおよびバスバーが不要になる。また、端子4U〜4Wは、相ごとに5本の引き回し線を一括して圧着接合するので、接合点数は従来の15点から3点に減少する。さらに、絶縁ボビン5を構成する上側ボビン51を軸方向に延在させて給電絶縁部8、8V3、8W3、8U3を一体的に形成している。したがって、給電部6の部品点数および部品費用を大幅に削減できるとともに、組立作業も簡素化されて製造工数を削減できる。

0048

また、並行する各相溝部86V、86W、86Uの離隔距離DIにより引き回し線の他相間の空間絶縁距離および沿面絶縁距離が確保されている。さらに、各給電絶縁部8、8V3、8W3、8U3は、半径方向外向きに引き回し線を配策する引き回し溝82と、引き回し線をU字状に屈曲させるための屈曲用孔88および屈曲用溝89を有している。したがって、引き回し線7U1〜7U5、7V1〜7V5、7W1〜7W5相互や他相コイルとの絶縁距離が保たれ、良好な絶縁性能を確保できる。これにより給電部6の軸方向寸法を小さくでき、ステータ1の軸方向長の削減に寄与できる。さらに、各給電絶縁部8、8V3、8W3、8U38の引き回し溝82や、各相溝部86U〜86Wの溝部入口のカエシ部87などにより、引き回し線7U1〜7U5、7V1〜7V5、7W1〜7W5の配策作業が容易になり製造工数を削減できる。

0049

次に、給電絶縁部に形成した溝部の形状が異なる第2実施形態の回転電機のステータについて、図7を参考にして、第1実施形態と異なる点を主に説明する。図7は、第2実施形態の回転電機のステータ10を説明する断面図である。第2実施形態において、ステータ10の基本的な構造は図1図3を用いて説明した第1実施形態と概ね同様であり、各相溝部96V、96W、96Uの形状が異なっている。図示されるように、第2実施形態の各相溝部96V、96W、96Uは、給電部60を構成する給電絶縁部80の溝形成用基部840の半径方向外側の面から半径方向内側に向かい傾斜して形成されている。三相の溝部96V、96U、96Uが離隔して並行している点、引き回し線を2本収容できる深さを有する点、溝部入口にカエシ部87が設けられている点、および相間の離隔距離DIが確保されている点は第1実施形態と同様である。

0050

なお、各相溝部は、給電絶縁部80の溝形成用基部840の半径方向外側の面でなく、軸方向外側の面841に形成することもできる、このとき、ボビン延長部81に形成した引き回し溝82や、溝形成用基部85に形成した屈曲用孔88および屈曲用溝89は、適宜変形することができる。第2実施形態における配策方法は第1実施形態と概ね同じであり、作用および効果も同様であるので、説明は省略する。

0051

また、第1および第2実施形態において、絶縁ボビン5と一体に形成した複数の給電絶縁部8(絶縁部材)を環状に配置しているが、これに限定されない。すなわち、絶縁部材は絶縁ボビン5とは別体であってもよく、また、複数でなくひとつの環状の部材としてもよい。さらに、コイルの印加端側の引き回し線7U1〜7U5、7V1〜7V5、7W1〜7W5のみを各相溝部86V、86W、86Uに収容しているが、中性点用溝部を形成して中性点側の引き回し線を収容してもよい。また、デルタ結線Δ結線)コイルあるいは単相コイルの両方の印加端の引き回し線を溝部に収容するようにしてもよい。さらに、本発明は、軸心側に配置されて磁極ティースが半径方向外向きに突出するインナーステータに実施することもできる。本発明は、その他様々な変形や応用が可能である。

0052

1、10:回転電機のステータ
2:ステータコア21:分割コア22:磁極ティース
3:コイル
3U1〜3U5:U相第1〜U相第5コイル
3V1〜3V5:V相第1〜V相第5コイル
3W1〜3W5:W相第1〜W相第5コイル
4U〜4W:U相〜W相端子4N1〜4N5:第1〜第5接続部材
5:絶縁ボビン51:上側ボビン55:下側ボビン
6:給電部
7U1〜7U5:U相第1〜U相第5引き回し線
7V1〜7V5:V相第1〜V相第5引き回し線
7W1〜7W5:W相第1〜W相第5引き回し線
8、8V3、8W3、8U3、80:給電絶縁部(絶縁部材)
81:ボビン延長部82:引き回し溝 83:コア当接部
84、84U3、84W3、840:溝形成用基部
85,85U3、85V3、85W3:溝形成用基部
86U〜86W:U相〜W相溝部
87:カエシ部 88:屈曲用孔 89:屈曲用溝
96U〜96W:U相〜W相溝部(第2実施形態)

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