JP2006174551A - Coil connecting structure of axial gap type rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータとロータが軸方向に対向配置されるアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造の技術分野に属する。 The present invention belongs to the technical field of a coil connection structure of an axial gap type rotating electrical machine in which a stator and a rotor are arranged to face each other in the axial direction.
永久磁石をロータ内部に埋め込んだ埋込磁石同期モータ(IPMSM:Interior Permanent Magnet Synchronus Motor)や永久磁石をロータ表面に張り付けた表面磁石同期モータ(SPMSM:Surface Permanent Magnet Synchronus Motor)は、損失が少なく、効率が良く、出力が大きい(マグネットトルクのほかにリラクタンストルクも利用できる)等の理由により、電気自動車用モータやハイブリッド車用モータ等の用途にその応用範囲を拡大している。 The permanent magnet synchronous motor (IPMSM: Interior Permanent Magnet Synchronus Motor) with a permanent magnet embedded in the rotor and the surface magnet synchronous motor (SPMSM: Surface Permanent Magnet Synchronus Motor) with a permanent magnet attached to the rotor surface have low loss. Due to its high efficiency and large output (in addition to magnet torque, reluctance torque can also be used), its application range has been expanded to applications such as electric vehicle motors and hybrid vehicle motors.
このような永久磁石同期モータであって、ステータとロータが軸方向に対向配置されるアキシャルギャップ型モータは、薄型化が可能であり、レイアウトに制限がある用途に使用されている(例えば、特許文献1参照)。
この従来のアキシャルギャップ型モータにおいて、ステータコイルへの結線構造として、傾斜バスバー積層体が適用される場合、例えば、特開2004−129396号公報に記載されるような、同一軸上にて軸方向に積層されるバスバー積層体が適用されることになる。
しかしながら、従来のバスバー積層体は、絶縁材によるバスバーケースに形成された軸方向のバスバー溝に対し、複数のバスバーが同心円状で半径方向同一位置に軸方向に積層して設けられるため、隣接する2つのバスバー間の絶縁材による沿面距離が短い距離となり、高い絶縁性能が確保されず、バスバーに高電圧が通電される場合、短い絶縁表面に沿って2つのバスバー間で漏電損失が発生してしまう、という問題があった。
In this conventional axial gap type motor, when an inclined bus bar laminated body is applied as a connection structure to a stator coil, for example, axial direction on the same axis as described in JP-A-2004-129396. The bus bar laminated body laminated | stacked on this is applied.
However, the conventional bus bar laminate is adjacent to the axial bus bar groove formed in the bus bar case made of an insulating material because a plurality of bus bars are provided concentrically and laminated in the same radial direction in the axial direction. If the creepage distance due to the insulating material between the two bus bars is short, high insulation performance is not secured, and a high voltage is applied to the bus bar, a leakage loss occurs between the two bus bars along the short insulating surface. There was a problem that.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ステータコイルへの結線構造としてバスバー積層体を適用しながら、隣接するバスバー間の絶縁性能を向上させることができるアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and is a coil of an axial gap type rotating electrical machine that can improve insulation performance between adjacent bus bars while applying a bus bar laminated body as a connection structure to a stator coil. It aims at providing a connection structure.
上記目的を達成するため、本発明では、永久磁石を配置したロータと、ステータコアとステータコイルを有するステータと、を備え、前記ロータと前記ステータが軸方向に配設されたアキシャルギャップ型回転電機において、
前記ステータコイルは、絶縁材によるバスバーケースに形成された軸方向のバスバー溝に対し、同心円状で半径方向に積層して設けられた複数のバスバーに結線し、
前記複数のバスバーをそれぞれ軸方向にずらして階段状に配置した傾斜バスバー積層体を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an axial gap type rotating electrical machine includes a rotor having a permanent magnet disposed thereon, a stator having a stator core and a stator coil, and the rotor and the stator are disposed in an axial direction. ,
The stator coil is connected to a plurality of bus bars provided concentrically and radially stacked with respect to an axial bus bar groove formed in a bus bar case made of an insulating material,
An inclined bus bar laminated body is provided in which the plurality of bus bars are arranged in a staircase pattern while being shifted in the axial direction.
よって、本発明のアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造にあっては、ステータコイルは、絶縁材によるバスバーケースに形成された軸方向のバスバー溝に対し、同心円状で半径方向に積層して設けられた複数のバスバーに結線される。そして、前記複数のバスバーをそれぞれ軸方向にずらして階段状に配置した傾斜バスバー積層体が設けられるため、複数のバスバーが同一軸上に一致させて配置されたバスバー積層体に比べ、隣接する2つのバスバー間の絶縁材による沿面距離が長い距離となる。この結果、ステータコイルへの結線構造としてバスバー積層体を適用しながら、隣接するバスバー間の絶縁性能を向上させることができる。 Therefore, in the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine according to the present invention, the stator coil is provided concentrically and radially laminated on the axial bus bar groove formed in the bus bar case made of an insulating material. Connected to multiple bus bars. Since the inclined bus bar laminated body in which the plurality of bus bars are shifted in the axial direction and arranged stepwise is provided, the bus bars are adjacent to each other in comparison with the bus bar laminated body in which the plurality of bus bars are arranged on the same axis. The creepage distance due to the insulating material between the two bus bars is long. As a result, it is possible to improve the insulation performance between adjacent bus bars while applying the bus bar laminate as a connection structure to the stator coil.
以下、本発明のアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例1〜実施例5に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine of the present invention will be described based on Examples 1 to 5 shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
図1は実施例1のコイル結線構造が適用された1ロータ・2ステータ型のアキシャルギャップ型回転電機を示す全体断面図、図2は実施例1のコイル結線構造が適用されたアキシャルギャップ型回転電機のステータを示す正面図である。
実施例1のアキシャルギャップ型回転電機は、ロータ軸1と、ロータ2と、一対のステータ3,3と、回転電機ケース4と、を備えていて、前記ロータ2と前記一対のステータ3,3とは軸方向に対向して配設されている。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall cross-sectional view showing a 1 rotor / 2 stator type axial gap type rotating electrical machine to which the coil connection structure of the first embodiment is applied, and FIG. 2 is an axial gap type rotation to which the coil connection structure of the first embodiment is applied. It is a front view which shows the stator of an electric machine.
The axial gap type rotating electrical machine according to the first embodiment includes a
前記ロータ軸1は、回転電機ケース4(フロント側サイドケース4a)との間に設けられた第1軸受け5と、回転電機ケース4(リヤ側サイドケース4b)との間に設けられた第2軸受け6と、によって回転自在に支持されている。このロータ軸1には、軸心油路7と、該軸心油路7に連通してフロント側のステータ3を冷却する第1径方向油路8と、前記軸心油路7に連通してリヤ側のステータ3と第2軸受け6を冷却する第2径方向油路9と、前記軸心油路7に連通して前記第1軸受け5を冷却する第3径方向油路10と、が形成されている。
The
前記ロータ2は、前記ロータ軸1に対し固定され、その固定位置は前記一対のステータ3,3により挟まれた位置とされる。このロータ2は、ロータ軸1に固定された強磁性体によるロータプレート11と、前記一対のステータ3,3との対向面位置に周方向に複数埋め込まれた永久磁石12,12と、を有して構成されている。そして、一対のステータ3,3から与えられる回転磁束に対し、永久磁石12,12に反力を発生させ、ロータ軸1を中心に回転するように、前記複数の永久磁石12,12は、隣接する表面磁極(N極,S極)が、互いに相違するよう配置されている。ここで、ロータ2とステータ3,3との間には、エアギャップと呼ばれる軸方向隙間が存在し、互いに接触することはない。
The
前記ステータ3,3は、前記回転電機ケース4のフロント側サイドケース4aとリヤ側サイドケース4bとにそれぞれ固定され、その固定位置は前記ロータ2の両側位置とされる。このステータ3は、前記両サイドケース4a,4bにボルト固定されるステータケース13と、積層鋼鈑によるステータコア14と、絶縁体15を介してステータコア14に巻かれたステータコイル16と、を有して構成されている。前記ステータコイル16付きステータコア14は、図2に示すように、周方向に等間隔で12個配列される。前記ステータ3には、上記構成要素以外に、前記ステータコア14の基部に設けられるコアベース17と、前記ステータコイル16への給電構造である傾斜バスバー積層体18と、該傾斜バスバー積層体18に接続された送電端子19と、前記ステータケース13に形成された冷媒ギャラリー20と、前記ステータコイル16付きステータコア14と前記傾斜バスバー積層体18の空間を埋める樹脂モールド部21と、を有する。なお、前記送電端子19は、モータモードの場合、バッテリからの直流を、インバータを有する図外の強電ユニットを介して三相交流に変換し、この三相交流を傾斜バスバー積層体18を介してステータコイル16に給電する。また、ジェネレータモードの場合、ステータコイル16にて発電した三相交流を、インバータを有する図外の強電ユニットに給電し、強電ユニットにて直流に変換し、バッテリへ充電する。
The
前記回転電機ケース4は、フロント側サイドケース4aと、リヤ側サイドケース4bと、両サイドケース4a,4bにボルト結合された外周ケース4cにより構成されている。前記フロント側サイドケース4aと前記リヤ側サイドケース4bには、図1に示すように、前記冷媒ギャラリー20に対し冷媒(例えば、冷却オイル)を供給する冷媒供給ポート22と、前記冷媒ギャラリー20においてステータ3から熱を奪った冷媒を排出する冷媒排出ポート23と、が形成されている。
The rotating electrical machine case 4 includes a
図3(a)は実施例1のアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造を示す要部断面図である。以下、図3(a)に基づいて実施例1の傾斜バスバー積層体18を用いたコイル結線構造を説明する。
前記傾斜バスバー積層体18は、絶縁材によるバスバーケース30に形成された軸方向のバスバー溝30aに対し、同心円状で半径方向に積層して設けられた複数のバスバー31をそれぞれ軸方向にずらして階段状に配置している。そして、複数のバスバー31のそれぞれは、U相・V相・W相・中性を分担し、12個のステータコイル16に対し三相交流を供給するべく、周方向にU相バスバー・V相バスバー・W相バスバーという順番を4回繰り返しながら結線し、中性バスバーは全てのステータコイル16に結線している(図2参照)。なお、中性バスバーは省略が可能である。
FIG. 3A is a cross-sectional view of a main part showing a coil connection structure of the axial gap type rotating electric machine according to the first embodiment. Hereinafter, a coil connection structure using the inclined bus bar laminated
The inclined
前記傾斜バスバー積層体18は、階段状に配置されている複数のバスバー31のうち、内周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を長く設定し、外周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を短く設定している。
The inclined
前記傾斜バスバー積層体18は、ステータ3の内周位置に配置され、前記ロータ2は、前記傾斜バスバー積層体18と軸方向に対向する内周部分を、ロータ軸に向かってロータ厚が徐々に拡大するテーパ補強部2aとしている。
The inclined bus bar laminated
前記傾斜バスバー積層体18は、ステータ3の内周位置に配置され、且つ、前記バスバーケース30のロータ2と対向しないケース背面は、複数のバスバー31の階段状配置に沿った第1テーパ面30bとされ、前記ステータコア14とステータコイル16を収納するステータケース13に、前記バスバーケース30の背面に近接する位置まで軸方向に延びる冷媒ギャラリー20(第1冷媒路)を形成している。
The inclined bus bar laminated
前記傾斜バスバー積層体18は、ステータ3の内周位置に配置され、且つ、前記バスバーケース30のロータ2と対向するケース正面は、樹脂モールド部21により複数のバスバー31の階段状配置に沿った第2テーパ面21aとされ、前記ロータ2を支持するロータ軸1に、ロータ表面と前記第2テーパ面21aとの間に向かって半径方向に冷媒を噴射する第1径方向油路8(第2冷媒路)を形成している。
The inclined bus bar laminated
次に、作用を説明する。
従来のバスバー積層体は、例えば、図4(a)に示すように、絶縁材によるバスバーケースに形成された軸方向のバスバー溝に対し、複数のバスバーが同心円状で半径方向同一位置に軸方向に積層して設けられるため、図4(b)に示すように、隣接する2つのバスバー間の絶縁材による沿面距離が短い距離となり、高い絶縁性能が確保されず、バスバーに高電圧が通電される場合、短い絶縁表面に沿って2つのバスバー間で漏電損失が発生してしまう。つまり、バスバーとバスバー溝との引き込み量をa、バスバーケース厚をb、とした場合、沿面距離は(2a+b)となる。
Next, the operation will be described.
For example, as shown in FIG. 4 (a), a conventional bus bar laminated body has a plurality of bus bars that are concentric with respect to an axial bus bar groove formed in a bus bar case made of an insulating material in the axial direction at the same radial position. As shown in FIG. 4 (b), the creepage distance due to the insulating material between the two adjacent bus bars is short, and high insulation performance is not ensured and a high voltage is applied to the bus bar. In this case, leakage loss occurs between the two bus bars along the short insulating surface. That is, the creepage distance is (2a + b) where the pull-in amount between the bus bar and the bus bar groove is a and the bus bar case thickness is b.
これに対し、実施例1のコイル結線構造では、絶縁材によるバスバーケース30に形成された軸方向のバスバー溝30aに対し、同心円状で半径方向に積層して設けられた複数のバスバー31をそれぞれ軸方向にずらして階段状に配置した傾斜バスバー積層体18としたため、複数のバスバーが同一軸上に一致させて配置された従来のバスバー積層体に比べ、図3(b)に示すように、隣接する2つのバスバー31,31間の絶縁材による沿面距離が長い距離となる。つまり、バスバー31の内周面とバスバー溝30aとの引き込み量をa、バスバーケース厚をb、バスバー31の外周面とバスバー溝30aとの引き込み量をc、とした場合、沿面距離は(a+b+c)となり、c>aであるため、(a+b+c)>(2a+b)となる。
したがって、隣接する2つのバスバー31,31間の絶縁材による沿面距離が長い距離となるため、バスバー31,31間の絶縁性能を向上させることができる。
On the other hand, in the coil connection structure of the first embodiment, a plurality of bus bars 31 provided concentrically and radially stacked on the axial
Therefore, the creeping distance due to the insulating material between the two adjacent bus bars 31 and 31 becomes a long distance, so that the insulation performance between the bus bars 31 and 31 can be improved.
実施例1の傾斜バスバー積層体18は、図3(a)に示すように、階段状に配置されている複数のバスバー31のうち、内周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を長く設定し、外周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を短く設定している。このため、下記に述べるように、コンパクト性を確保しながら、ロータ2の剛性を高めることができると共に、冷却性能の向上を確保することができる。
As shown in FIG. 3A, the inclined bus bar laminated
すなわち、ロータ2は、ステータ3の内周位置に配置された傾斜バスバー積層体18と軸方向に対向する内周部分を、ロータ軸に向かってロータ厚が徐々に拡大するテーパ補強部2aとしているため、傾斜バスバー積層体18としたことで得られた軸方向の余裕スペースを利用しながら、ロータ剛性を向上させることができる。
That is, in the
また、ステータ3の内周位置に傾斜バスバー積層体18を配置し、且つ、バスバーケース30のロータ2と対向しないケース背面を、複数のバスバー31の階段状配置に沿った第1テーパ面30bとし、ステータケース13に、バスバーケース30の背面に近接する位置まで軸方向に延びる冷媒ギャラリー20を形成しているため、傾斜バスバー積層体18としたことで得られた軸方向の余裕スペースを利用しながら、冷媒ギャラリー20をバスバーケース30の背面に近接する位置まで軸方向に延ばすことで、冷却性能を向上させることができる。
Further, the inclined bus bar laminated
加えて、ステータ3の内周位置に傾斜バスバー積層体18を配置し、且つ、バスバーケース30のロータ2と対向するケース正面を、樹脂モールド部21により複数のバスバー31の階段状配置に沿った第2テーパ面21aとし、ロータ2を支持するロータ軸1に、ロータ表面と第2テーパ面21aとの間に向かって半径方向に冷媒を噴射する第1径方向油路8を形成しているため、図3(a)の矢印に示すように、冷却したオイルを、テーパ補強部2aと第2テーパ面21aとの間から噴出し、永久磁石12とステータコア14との間から外周に向かって供給することができる。このため、エアギャップをオイル潤滑しつつ、ステータ3の冷却性能を、上記の冷媒ギャラリー20による冷却性能と相俟って一層向上させることができる。
In addition, the inclined bus bar laminated
次に、効果を説明する。
実施例1のアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) 永久磁石12,12を配置したロータ2と、ステータコア14とステータコイル16を有するステータ3,3と、を備え、前記ロータ2と前記ステータ3,3が軸方向に配設されたアキシャルギャップ型回転電機において、前記ステータコイル16は、絶縁材によるバスバーケース30に形成された軸方向のバスバー溝30aに対し、同心円状で半径方向に積層して設けられた複数のバスバー31に結線し、前記複数のバスバー31をそれぞれ軸方向にずらして階段状に配置した傾斜バスバー積層体18を設けたため、ステータコイル16への結線構造としてバスバー積層体を適用しながら、隣接するバスバー31,31間の絶縁性能を向上させることができる。
(1) Axial in which the
(2) 傾斜バスバー積層体18は、階段状に配置されている複数のバスバー31のうち、内周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を長く設定し、外周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を短く設定したため、コンパクト性をそのまま確保しながら、軸方向に形成される余裕スペースを、ロータ剛性の向上や冷却性能の向上のために有効利用することができる。
(2) The inclined bus bar laminated
(3) 前記傾斜バスバー積層体18は、ステータ3の内周位置に配置され、前記ロータ2は、前記傾斜バスバー積層体18と軸方向に対向する内周部分を、ロータ軸に向かってロータ厚が徐々に拡大するテーパ補強部2aとしたため、傾斜バスバー積層体18としたことで得られた軸方向の余裕スペースを利用しながら、ロータ剛性を向上させることができる。
(3) The inclined bus bar laminated
(4) 前記傾斜バスバー積層体18は、ステータ3の内周位置に配置され、且つ、前記バスバーケース30のロータ2と対向しないケース背面は、複数のバスバー31の階段状配置に沿った第1テーパ面30bとされ、前記ステータコア14とステータコイル16を収納するステータケース13に、前記バスバーケース30の背面に近接する位置まで軸方向に延びる冷媒ギャラリー20を形成したため、傾斜バスバー積層体18としたことで得られた軸方向の余裕スペースを利用しながら、ステータ3の冷却性能を向上させることができる。
(4) The inclined bus bar laminated
(5) 前記傾斜バスバー積層体18は、ステータ3の内周位置に配置され、且つ、前記バスバーケース30のロータ2と対向するケース正面は、樹脂モールド部21により複数のバスバー31の階段状配置に沿った第2テーパ面21aとされ、前記ロータ2を支持するロータ軸1に、ロータ表面と前記第2テーパ面21aとの間に向かって半径方向に冷媒を噴射する第1径方向油路8を形成したため、エアギャップをオイル潤滑しつつ、ステータ3の冷却性能を向上させることができる。
(5) The inclined bus bar laminated
実施例2は、傾斜バスバー積層体の傾斜方向を実施例1の傾斜方向とは反対方向とした例である。 Example 2 is an example in which the inclination direction of the inclined bus bar laminate is opposite to the inclination direction of Example 1.
すなわち、実施例2のアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造は、図5に示すように、階段状に配置されている複数のバスバー31のうち、内周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を短く設定し、外周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を長く設定した傾斜バスバー積層体18とし、ステータコイル16に結線される放射状コイル部をロータ軸1に近い位置まで延ばし、最も内周位置のバスバー31と放射状コイル部と結線している。なお、ロータ剛性を確保する構成、冷却性能を確保する構成を除き、他の構成は実施例1と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。
That is, the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine according to the second embodiment has an inner peripheral
次に、作用を説明すると、実施例2の傾斜バスバー積層体18は、階段状に配置されている複数のバスバー31のうち、内周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を短く設定し、外周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を長く設定した。この傾斜バスバー積層体18による軸方向の余裕スペースを利用し、ステータコイル16に結線される放射状コイル部をロータ軸1に近い位置まで延ばし、最も内周位置のバスバー31と放射状コイル部と結線した。この結線により、放射状コイル部と傾斜バスバー積層体18との軸方向寸法を、実施例1に比べ拡大できるので、放射状コイル部と他層のバスバー31間の絶縁性能を向上することができる。なお、ロータ剛性を確保する作用、冷却性能を確保する作用を除き、他の作用は、実施例1と同様である。
Next, the operation will be described. In the inclined bus bar laminated
次に、効果を説明すると、実施例2のアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造にあっては、実施例1の(1)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。 Next, the effect will be described. In the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine of the second embodiment, the following effect can be obtained in addition to the effect of (1) of the first embodiment.
(6) 傾斜バスバー積層体18は、階段状に配置されている複数のバスバー31のうち、内周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を短く設定し、外周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を長く設定し、ステータコイル16に結線される放射状コイル部をロータ軸1に近い位置まで延ばし、最も内周位置のバスバー31と放射状コイル部と結線したため、コンパクト性をそのまま確保しながら、放射状コイル部と他層のバスバー31間の絶縁性能を向上することができる。
(6) The inclined bus bar laminated
実施例3は、傾斜バスバー積層体の傾斜方向を実施例1と同方向としながら、放射状コイル部と他層のバスバー間の絶縁性能を向上した例である。 Example 3 is an example in which the insulation performance between the radial coil portion and the bus bar of the other layer is improved while the inclination direction of the inclined bus bar laminated body is the same direction as Example 1.
すなわち、実施例3のアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造は、図6に示すように、ステータコイル16に結線される放射状コイル部をロータ軸1に近い位置まで延ばし、最も内周位置のバスバー31と放射状コイル部と結線している。なお、ロータ剛性を確保する構成、冷却性能を確保する構成を除き、他の構成は実施例1と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。
That is, in the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine of the third embodiment, as shown in FIG. 6, the radial coil portion connected to the
次に、作用を説明すると、実施例3の傾斜バスバー積層体18は、階段状に配置されている複数のバスバー31のうち、内周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を長く設定し、外周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を短く設定した。この傾斜バスバー積層体18による軸方向の余裕スペースを利用し、ステータコイル16に結線される放射状コイル部をロータ軸1に近い位置まで延ばし、最も内周位置のバスバー31と放射状コイル部と結線した。この結線により、放射状コイル部と傾斜バスバー積層体18との軸方向寸法を、実施例1に比べ拡大できるので、放射状コイル部と他層のバスバー31間の絶縁性能を向上することができる。なお、ロータ剛性を確保する作用、冷却性能を確保する作用を除き、他の作用は、実施例1と同様である。
Next, the operation will be described. In the inclined bus bar laminated
したがって、実施例3のアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造にあっては、実施例1の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。 Therefore, in the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine of the third embodiment, in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(7) ステータコイル16に結線される放射状コイル部をロータ軸1に近い位置まで延ばし、最も内周位置のバスバー31と放射状コイル部と結線したため、コンパクト性をそのまま確保しながら、放射状コイル部と他層のバスバー31間の絶縁性能を向上することができる。
(7) Since the radial coil portion connected to the
実施例4は、実施例1において、ロータ剛性の確保と冷媒噴射とを省略した例である。
すなわち、実施例4のアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造は、図7に示すように、前記傾斜バスバー積層体18は、階段状に配置されている複数のバスバー31のうち、内周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を長く設定し、外周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を短く設定している。
前記傾斜バスバー積層体18は、ステータ3の内周位置に配置され、且つ、前記バスバーケース30のロータ2と対向しないケース背面は、複数のバスバー31の階段状配置に沿った第1テーパ面30bとされ、前記ステータコア14とステータコイル16を収納するステータケース13に、前記バスバーケース30の背面に近接する位置まで軸方向に延びる冷媒ギャラリー20(第1冷媒路)を形成している。なお、他の構成は実施例1と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。また、作用についても、ロータ剛性の確保作用と冷媒噴射作用を除き、実施例1と同様であるの説明を省略する。
よって、実施例4のアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造にあっては、実施例1の(1),(2),(4)の効果を得ることができる。
Example 4 is an example in which securing of rotor rigidity and refrigerant injection are omitted in Example 1.
That is, in the coil connection structure of the axial gap type rotating electric machine according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the inclined bus bar laminated
The inclined bus bar laminated
Therefore, in the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine of the fourth embodiment, the effects (1), (2), (4) of the first embodiment can be obtained.
実施例5は、実施例1において、冷媒噴射のみを省略した例である。
すなわち、実施例5のアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造は、図8に示すように、前記傾斜バスバー積層体18は、階段状に配置されている複数のバスバー31のうち、内周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を長く設定し、外周側のバスバー31とロータ中心線との軸方向間隔を短く設定している。
前記傾斜バスバー積層体18は、ステータ3の内周位置に配置され、前記ロータ2は、前記傾斜バスバー積層体18と軸方向に対向する内周部分を、ロータ軸に向かってロータ厚が徐々に拡大するテーパ補強部2aとしている。
前記傾斜バスバー積層体18は、ステータ3の内周位置に配置され、且つ、前記バスバーケース30のロータ2と対向しないケース背面は、複数のバスバー31の階段状配置に沿った第1テーパ面30bとされ、前記ステータコア14とステータコイル16を収納するステータケース13に、前記バスバーケース30の背面に近接する位置まで軸方向に延びる冷媒ギャラリー20(第1冷媒路)を形成している。なお、他の構成は実施例1と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。また、作用についても、ロータ剛性の確保作用と冷媒噴射作用を除き、実施例1と同様であるの説明を省略する。
よって、実施例5のアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造にあっては、実施例1の(1),(2),(3),(4)の効果を得ることができる。
The fifth embodiment is an example in which only the refrigerant injection is omitted in the first embodiment.
That is, in the coil connection structure of the axial gap type rotating electric machine of Example 5, as shown in FIG. 8, the inclined bus bar laminated
The inclined bus bar laminated
The inclined bus bar laminated
Therefore, in the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine of the fifth embodiment, the effects (1), (2), (3), (4) of the first embodiment can be obtained.
以上、本発明のアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造を実施例1〜実施例5に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the coil connection structure of the axial gap type rotary electric machine of the present invention has been described based on the first to fifth embodiments, the specific configuration is not limited to these embodiments, and Design changes and additions are permitted without departing from the spirit of the invention according to each claim of the scope.
例えば、実施例1〜5では、アキシャルギャップ型回転電機として、ロータとステータとの間に軸方向のエアギャップを有する例を示したが、ロータとステータとの間には、例えば、油膜によるアキシャルギャップが存在するだけで、実質的にエアギャップが存在しないようなアキシャルギャップ型回転電機に対しても適用することができる。 For example, in Examples 1-5, although the example which has an axial air gap between a rotor and a stator was shown as an axial gap type rotary electric machine, between a rotor and a stator, for example, an axial by an oil film is shown. The present invention can also be applied to an axial gap type rotating electrical machine in which an air gap is substantially absent only by the existence of a gap.
実施例1〜5では、アキシャルギャップ型回転電機と述べているが、それはアキシャルギャップ型モータとして適用しても良いし、また、アキシャルギャップ型ジェネレータとして適用しても良い。また、実施例1〜5では、1ロータ・2ステータ型のアキシャルギャップ型回転電機への適用例を示したが、1ロータ・1ステータ型や2ロータ・1ステータ型や2ロータ・2ステータ型のアキシャルギャップ型回転電機等、ステータとロータの数が実施例とは異なるアキシャルギャップ型回転電機にも適用することができる。 In the first to fifth embodiments, an axial gap type rotating electric machine is described. However, it may be applied as an axial gap type motor or an axial gap type generator. In the first to fifth embodiments, an example of application to a 1 rotor / 2 stator type axial gap type rotating electrical machine has been shown. However, a 1 rotor / 1 stator type, 2 rotor / 1 stator type, 2 rotor / 2 stator type are shown. The present invention can also be applied to an axial gap type rotating electrical machine in which the number of stators and rotors is different from that of the embodiment.
1 ロータ軸
2 ロータ
2a テーパ補強部
3 ステータ
4 回転電機ケース
5 第1軸受け
6 第2軸受け
7 軸心油路
8 第1径方向油路(第2冷媒路)
9 第2径方向油路
10 第3径方向油路
11 ロータプレート
12 永久磁石
13 ステータケース
14 ステータコア
15 絶縁体
16 ステータコイル
17 コアベース
18 傾斜バスバー積層体
19 送電端子
20 冷媒ギャラリー(第1冷媒路)
21 樹脂モールド部
21a 第2テーパ面
30 バスバーケース
30a バスバー溝
30b 第1テーパ面
31 バスバー
DESCRIPTION OF
9 Second
21
Claims (7)
前記ステータコイルは、絶縁材によるバスバーケースに形成された軸方向のバスバー溝に対し、同心円状で半径方向に積層して設けられた複数のバスバーに結線し、
前記複数のバスバーをそれぞれ軸方向にずらして階段状に配置した傾斜バスバー積層体を設けたことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造。 In an axial gap type rotating electrical machine including a rotor having a permanent magnet, a stator having a stator core and a stator coil, and the rotor and the stator are disposed in an axial direction.
The stator coil is connected to a plurality of bus bars provided concentrically and radially stacked with respect to an axial bus bar groove formed in a bus bar case made of an insulating material,
A coil connection structure for an axial gap type rotating electrical machine, wherein an inclined bus bar laminated body in which the plurality of bus bars are shifted in the axial direction and arranged stepwise is provided.
前記傾斜バスバー積層体は、階段状に配置されている複数のバスバーのうち、内周側のバスバーとロータ中心軸との軸方向間隔を長く設定し、外周側のバスバーとロータ中心軸との軸方向間隔を短く設定したことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造。 In the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine according to claim 1,
The inclined bus bar laminate has a long axial distance between the inner peripheral side bus bar and the rotor central axis among the plurality of bus bars arranged in a step shape, and the outer peripheral side bus bar and the rotor central axis A coil connection structure for an axial gap type rotating electrical machine, characterized in that the direction interval is set short.
前記傾斜バスバー積層体は、ステータの内周位置に配置され、
前記ロータは、前記傾斜バスバー積層体と軸方向に対向する内周部分を、ロータ軸に向かってロータ厚が徐々に拡大するテーパ補強部としたことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造。 In the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine according to claim 2,
The inclined bus bar laminate is disposed at an inner peripheral position of the stator,
Coil connection of an axial gap type rotating electrical machine wherein the rotor has an inner peripheral portion facing the inclined bus bar laminated body in the axial direction as a taper reinforcing portion whose rotor thickness gradually increases toward the rotor shaft. Construction.
前記傾斜バスバー積層体は、ステータの内周位置に配置され、且つ、前記バスバーケースのロータと対向しないケース背面は、複数のバスバーの階段状配置に沿った第1テーパ面とされ、
前記ステータコアとステータコイルを収納するステータケースに、前記バスバーケースの背面に近接する位置まで軸方向に延びる第1冷媒路を形成したことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造。 In the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine according to claim 2 or 3,
The inclined bus bar laminated body is disposed at an inner peripheral position of the stator, and a back surface of the case not facing the rotor of the bus bar case is a first tapered surface along a stepped arrangement of the plurality of bus bars,
A coil connection structure of an axial gap type rotating electrical machine, wherein a first refrigerant path extending in an axial direction is formed in a stator case that houses the stator core and the stator coil to a position close to the rear surface of the bus bar case.
前記傾斜バスバー積層体は、ステータの内周位置に配置され、且つ、前記バスバーケースのロータと対向するケース正面は、樹脂モールド部により複数のバスバーの階段状配置に沿った第2テーパ面とされ、
前記ロータを支持するロータ軸に、ロータ表面と前記第2テーパ面との間に向かって半径方向に冷媒を噴射する第2冷媒路を形成したことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造。 In the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine according to any one of claims 2 to 4,
The inclined bus bar laminated body is disposed at the inner peripheral position of the stator, and the front surface of the case facing the rotor of the bus bar case is a second tapered surface along the stepped arrangement of the plurality of bus bars by the resin mold portion. ,
A coil connection of an axial gap type rotating electrical machine, wherein a second refrigerant path for injecting a refrigerant in a radial direction is formed between a rotor surface and the second taper surface on a rotor shaft that supports the rotor. Construction.
前記傾斜バスバー積層体は、階段状に配置されている複数のバスバーのうち、内周側のバスバーとロータ中心軸との軸方向間隔を短く設定し、外周側のバスバーとロータ中心軸との軸方向間隔を長く設定し、ステータコイルに結線される放射状コイル部をロータ軸に近い位置まで延ばし、最も内周位置のバスバーと放射状コイル部と結線したことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造。 In the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine according to claim 1,
The inclined bus bar laminated body has a short axial interval between the bus bar on the inner peripheral side and the rotor central axis among the plurality of bus bars arranged in a stepped manner, and the axis between the bus bar on the outer peripheral side and the rotor central axis. Axial gap type rotating electrical machine coil, characterized in that a radial coil portion connected to the stator coil is extended to a position close to the rotor shaft and connected to the innermost bus bar and the radial coil portion with a long direction interval. Connection structure.
前記ステータコイルに結線される放射状コイル部をロータ軸に近い位置まで延ばし、最も内周位置のバスバーと放射状コイル部と結線したことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機のコイル結線構造。
In the coil connection structure of the axial gap type rotating electrical machine according to claim 2,
A coil connection structure for an axial gap type rotating electric machine, wherein a radial coil portion connected to the stator coil is extended to a position close to a rotor shaft and connected to a bus bar and a radial coil portion at an innermost peripheral position.
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