JP2007135340A - Stator of rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ハイブリッド自動車用、燃料電池自動車用等の回転電機のステータ及びそのステータに使用するバスバ結合ユニットに関するものである。 The present invention relates to a stator of a rotating electric machine for a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle, and the like, and a bus bar coupling unit used for the stator.
今日、環境問題の点から、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車が開発され、これらの自動車は、回転電機を補助駆動源又は主駆動源とし、その回転電機は当然のこととして小型化が要求される。その回転電機の小型化への一手段として、ステータの小型化がある。 Today, hybrid vehicles and fuel cell vehicles have been developed from the viewpoint of environmental problems. These vehicles use a rotating electrical machine as an auxiliary drive source or a main drive source, and the rotating electrical machine is naturally required to be downsized. One means for reducing the size of the rotating electrical machine is to reduce the size of the stator.
そのステータに、円環状に配置された各ティース(各コイルスロット)のそれぞれにコイルが巻回され、その各コイルを各相毎に、前記各ティースの円環状配置に沿う環状バスバにより接続したものがある(特許文献1〜3参照)。
そのバスバは、金属板材から円環状に打ち抜いて形成したものが一般的であり(特許文献2参照)、ケーブルを使用したものもある(特許文献3参照)。
また、その各コイルとバスバの接続構造は、各相の同一大きさの環状バスバを絶縁層を介して重ねて一体化した結線用ユニット(特許文献1:符号16、特許文献2:符号17、特許文献3:符号20)を、円環状配置の各コイルの側面に対向して設けたり(特許文献1)、その各コイルの外周面に対向して設けて(特許文献3)、その結線用ユニットのバスバに各コイルの端末を各相毎に接続している。
The bus bar is generally formed by punching out from a metal plate in an annular shape (see Patent Document 2), and there is also one using a cable (see Patent Document 3).
Moreover, the connection structure of each coil and the bus bar is a unit for connection in which annular bus bars of the same size of each phase are stacked and integrated via an insulating layer (Patent Document 1: Reference 16, Reference 2: 2: Reference 17, Patent Document 3: No. 20) is provided to face the side surface of each coil in an annular arrangement (Patent Document 1), or is provided to face the outer peripheral surface of each coil (Patent Document 3). The terminal of each coil is connected to the bus bar of the unit for each phase.
上記各従来技術の結線用ユニットは、バスバをそのユニットの軸心方向に重ねているため、その重ね方向に厚いものとなり、その厚みが、ステータの小型化に支障となる場合がある。例えば、特許文献1記載の技術では、その結線用ユニットを円環状配置の各コイルの側面に対向して設けているため、ステータの軸方向が長くなり、その長さの縮小を要求される場合には障害となる。
また、特許文献3記載の技術は、その結線用ユニットを円環状配置の各コイルの外周面に設けているため、ステータの径方向が長くなり、その径の縮小を要求される場合には障害となる。
Since each of the prior art connection units has a bus bar stacked in the axial direction of the unit, the bus bar is thick in the stacking direction, and the thickness may hinder the miniaturization of the stator. For example, in the technique described in Patent Document 1, since the connection unit is provided to face the side surface of each coil arranged in an annular shape, the axial direction of the stator becomes long, and the reduction of the length is required. Is an obstacle.
In addition, the technique described in
この発明は、以上の状況に鑑み、製作コストを下げることを第1の課題、ステータの小型化を図り易くすることを第2の課題とする。 In view of the above situation, it is a first object of the present invention to reduce manufacturing costs, and a second problem is to make it easier to reduce the size of a stator.
まず、上記第1の課題を達成するために、この発明は、上記バスバを棒材によって形成することとしたのである。
金属板材からの打ち抜きによる形成は材料無駄が多いが、棒材は、引き抜きなどによって形成されるため、その打ち抜き品に比べれば、はるかに安価である。また、棒材は、保形性があるため、環状へのフォーミングも容易である。
First, in order to achieve the first problem, the present invention forms the bus bar with a bar.
Forming by punching from a metal plate is wasteful in material, but a rod is formed by drawing or the like, and is much cheaper than its punched product. In addition, since the rod has shape retention, it can be easily formed into a ring shape.
つぎに、上記第2の課題を達成するために、この発明は、この種の回転電機においては、通常、その径方向の縮小化が要求されることに着目し、各相のバスバを円環状ティースの側面に並列に配置することとしたのである。
円環状ティースの径方向は、回転電機の大型化に伴って長くなり、それに伴ってティースの側面も広くなっているが、従来はその広くなった側面の有効利用が成されていなかった。その広くなった側面に各バスバを並列することは容易であり、並列したバスバによるステータの軸方向の拡大はそのバスバの厚みのみである。このため、ステータの小型化には有利な構造と言える。
Next, in order to achieve the second problem described above, the present invention pays attention to the fact that this kind of rotating electrical machine normally requires reduction in the radial direction, and the bus bars of the respective phases are annularly formed. They were arranged in parallel on the side of the teeth.
The radial direction of the annular teeth becomes longer with the increase in size of the rotating electrical machine, and the side surfaces of the teeth become wider along with this, but conventionally, the wide side surfaces have not been effectively used. It is easy to parallel the bus bars on the widened side surface, and the axial expansion of the stator by the parallel bus bars is only the thickness of the bus bar. For this reason, it can be said that it is an advantageous structure for size reduction of the stator.
この発明は、以上のように、バスバを棒材によって形成することとしたので、コストダウンを図ることができる。また、各相のバスバを各コイルの側面に並列に配置したので、ステータの小型化に非常に有効な構造とすることができる。 According to the present invention, as described above, the bus bar is formed of the bar material, so that the cost can be reduced. Further, since the bus bars of each phase are arranged in parallel on the side surfaces of the respective coils, a structure that is very effective for reducing the size of the stator can be obtained.
この発明の一実施形態としては、円環状のティースにコイルが各相毎に巻回され、その各コイルを各相毎に、前記ティースの円環状に沿う環状バスバにより接続した回転電機のステータにおいて、前記バスバを棒材により形成し、その各相のバスバをティース側面に並列に配置してホルダー内に収納し、かつ、各相のバスバの間は電気絶縁した構成を採用する。
棒状バスバには、断面真円状、同楕円状、多角形状等の各種の断面形状のものを採用でき、スペース効率からは、四角形状の平角線が好ましい。
As one embodiment of the present invention, in a stator of a rotating electrical machine in which a coil is wound around an annular tooth for each phase, and each coil is connected to each phase by an annular bus bar along the annular shape of the tooth. The bus bar is formed of a bar, and the bus bars of the respective phases are arranged in parallel on the side surfaces of the teeth and stored in the holder, and the bus bars of the respective phases are electrically insulated.
The bar-shaped bus bar may have various cross-sectional shapes such as a perfect circular shape, the same elliptical shape, or a polygonal shape, and a rectangular rectangular wire is preferable from the viewpoint of space efficiency.
その電気絶縁は、上記ホルダーに設けた各バスバ間の隔壁により行なったり、バスバをなす棒材に絶縁被覆して絶縁被覆電線(ケーブル)とし、その絶縁被覆により行なうことができる。後者の場合には、各コイルとバスバの接続部においては、その接続のために、バスバの絶縁が剥がされるため、隔壁を設けてその接続部の電気絶縁を図るとよい。但し、その接続部においても、他のバスバの絶縁被覆でもって、各バスバ間の絶縁が維持されれば、隔壁を設ける必要はない。 The electrical insulation can be performed by a partition between the bus bars provided in the holder, or by an insulation coating on a bar material forming the bus bar to form an insulation coated electric wire (cable). In the latter case, in the connection portion between each coil and the bus bar, the insulation of the bus bar is peeled off for the connection. Therefore, it is preferable to provide a partition to electrically insulate the connection portion. However, it is not necessary to provide a partition wall at the connection portion as long as the insulation between the bus bars is maintained by the insulation coating of the other bus bars.
各バスバは、前もって、電気的に絶縁して一体化し、その結合ユニットを上記ティースに取付けるようにすれば、バスバをティースに取付けてそのコイルに接続する作業が容易となる。
そのバスバ結合ユニットとしては、各バスバが円環状ティース側面に沿うように並列に配置されるとともに電気的に絶縁されてホルダーに収納されている構成を採用できる。
このとき、その電気的な絶縁には、上述の隔壁、絶縁被覆などが考え得る。また、各バスバを、コイルとの接続部以外を纏めれば、その占有面積を小さくすることができ、小型化に有利である。さらに、その絶縁被覆を有機系とすれば、その有機系絶縁被覆でもって、各バスバを集合接着して一体化することができ、バスバ結合体の小型化により有利である。このとき、他の接着剤を使用できる。
上記各相毎のコイルのアース側が接続されたバスバも上記ホルダーに収納することができる。これによって、さらに小型化に有利となる。このとき、そのバスバも、他のバスバと同様に、棒材、その絶縁被覆したもの、及び有機系絶縁被覆をしたもの等を採用でき、各相のバスバを纏めることもできる。
If each bus bar is electrically insulated and integrated in advance and the coupling unit is attached to the teeth, the bus bar can be attached to the teeth and connected to the coil.
As the bus bar coupling unit, it is possible to adopt a configuration in which the bus bars are arranged in parallel along the side surfaces of the annular teeth and are electrically insulated and stored in the holder.
At this time, the above-mentioned partition, insulation coating, etc. can be considered for the electrical insulation. Further, if each bus bar is gathered except for the connection portion with the coil, the occupied area can be reduced, which is advantageous for downsizing. Furthermore, if the insulating coating is made of an organic system, the bus bars can be bonded and integrated with the organic insulating coating, which is advantageous for downsizing the bus bar assembly. At this time, other adhesives can be used.
The bus bar to which the ground side of the coil for each phase is connected can also be stored in the holder. This is advantageous for further downsizing. At this time, similarly to the other bus bars, the bus bar can be a bar, an insulating coating, an organic insulating coating, or the like, and the bus bars of the respective phases can be combined.
一実施例を図1〜図3に示し、この実施例は、燃料電池自動車用回転電機やハイブリッド自動車用回転電機のステータSに係り、従来と同様に、円環状に配置された各ティース1のそれぞれにコイルが巻回され、その各コイルの外側端を各相毎に、前記各ティース1の円環状配置に沿う環状バスバ3(3a、3b、3c)により接続し、各内側端(アース側端)を環状バスバ3dにより接続したものである。各ティース1は円環状に並べて金属製円筒4によって焼バメ等で固定されている。
1 to 3, this embodiment relates to a stator S of a rotating electric machine for a fuel cell vehicle or a rotating electric machine for a hybrid vehicle, and each tooth 1 arranged in an annular shape as in the prior art. Coils are wound around each of the coils, and the outer ends of the coils are connected for each phase by annular bus bars 3 (3a, 3b, 3c) along the annular arrangement of the teeth 1, and the inner ends (ground side) End) is connected by an
各バスバ3a、3b、3c、3dは、単線(棒材)にポリアミドイミド等のエナメルで皮膜を施してそれぞれ電気的に絶縁被覆されたケーブル(例えば、商品名:マグネットワイヤ)からなり、図3に示すように、各バスバ3a、3b、3c、3dはホルダー11内に収納されて結合ユニット10となっている。通常、棒材は、引き抜き時にエナメル等の有機系絶縁皮膜を連続的に行なうことができ、かつその有機系絶縁皮膜でもって高耐熱化を得ることができるため、安価なバスバ3及び結合ユニット10を得ることができる。バスバ3を成すケーブルには市販のものを採用できる。
Each of the
ホルダー11には、各バスバ3を隔てる隔壁12が形成されて、この隔壁12によって、各バスバ3a、3b、3c、3dは電気的に絶縁される。このため、各バスバ3a、3b、3c、3dには、絶縁皮膜を施していないもの、例えば、絶縁被覆されていない単線等を使用できる。
The
各バスバ3へのコイル端末(接続端)の接続は、従来周知の接続端子金具5を介して行なう。この実施例の接続端子金具5は、バスバ3に接続される端子金具5aとティース1から立ち上げられたコイル端が接続される端子金具5bとからなり、その両端子金具5a、5bは嵌入接続されている。
また、各相のバスバ3a、3b、3cには、外部への接続端子6(6a、6b、6c)が接続されており、この接続端子6でもって各コイルが外部の制御器等に接続され、各コイルに適宜に電源が供給される。
接続端子金具5(5b)とコイル端末の接続は、例えば、TIG溶接、レーザ溶接などによって行ない、接続端子金具5(5a)とバスバ3との接続には、例えば、ヒュージング、圧接、圧着などで行なう。
この結合ユニット10は、必要に応じてホルダー11内に絶縁樹脂を充填する。
Connection of the coil terminal (connection end) to each
In addition, external connection terminals 6 (6a, 6b, 6c) are connected to the
The connection terminal fitting 5 (5b) and the coil terminal are connected by, for example, TIG welding, laser welding or the like, and the connection terminal fitting 5 (5a) and the
The
この結合ユニット10でもって、各コイルを接続するには、この結合ユニット10を樹脂モールドされたティース1上に重ねて(セットし)、各コイルの端末を接続端子金具5(5b)に接続することにより行なう。このとき、接続端子金具5の一方の端子金具5aは、結合ユニット10側に予め設け、他方の端子金具5bはティース1側にコイル端を接続した状態で設け、結合ユニット10のセットと同時に、両端子金具5a、5bを接続する。
この後、必要に応じて樹脂モールドC等によってティース1と結合ユニット10を一体化して、図1に示す、円環状配置の各ティース1側面の各コイル面に対向して各相のバスバ3が設けられて、その各相のバスバ3が前記円環状配置の各ティース1側面に並列に配置された回転電機のステータSを得る。
In order to connect the coils with the
Thereafter, if necessary, the teeth 1 and the
結合ユニット10は、図4に示すように、各相のバスバ3a、3b、3cのみをホルダー11に収納したものとすることもできる。また、ケーブル(バスバ3)が絶縁被覆されたものであれば、図5、図6に示すように、ホルダー11を隔壁12を有しないものとし、コイルとの接続部及び外部端子6との接続部においては、隔壁12を嵌め込み接着などにより設けて電気絶縁を図る。このとき、その絶縁被覆が有機系であれば、その有機系絶縁被覆でもって、各バスバ3を集合接着して一体化することができて、バスバ結合ユニット10の小型化を図ることができる。このとき、他の接着剤を使用できる。
As illustrated in FIG. 4, the
1 ティース
3、3a、3b、3c、3d バスバ
4 ケーシング(円筒)
5、5a、5b 接続端子金具
6、6a、6b、6c 外部端子
10 バスバの結合ユニット
11 ホルダー
12 隔壁
1
5, 5a, 5b
Claims (12)
上記バスバ3a、3b、3cを棒材により形成し、その各相のバスバ3a、3b、3cを前記ティース1側面に並列に配置してホルダー11内に収納し、かつ各相のバスバ3a、3b、3cの間は電気絶縁したことを特徴とする回転電機のステータ。 In a stator S of a rotating electrical machine in which a coil is wound around an annular tooth 1 for each phase, and each coil is connected to each phase by an annular bus bar 3a, 3b, 3c along the annular shape of the tooth 1.
The bus bars 3a, 3b, 3c are formed of bar material, and the bus bars 3a, 3b, 3c of the respective phases are arranged in parallel on the side surface of the tooth 1 and accommodated in the holder 11, and the bus bars 3a, 3b of the respective phases. A stator of a rotating electrical machine, wherein the electrical insulation is provided between 3c.
上記各バスバ3a、3b、3cは、棒材からなって、ホルダー11内に相互に電気絶縁されて上記円環状ティース1側面に沿うように並列に配置されて収納されていることを特徴とする回転電機のステータ用バスバ結合ユニット。 A bus bar coupling unit 10 used for a stator of a rotating electrical machine according to claim 1,
Each of the bus bars 3a, 3b, 3c is made of a bar material, and is electrically insulated from each other in the holder 11, and is arranged and accommodated in parallel along the side surface of the annular tooth 1. Bus bar coupling unit for stators of rotating electrical machines.
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