JP2007259523A - 回転電機用ステータおよびインシュレータ - Google Patents

Abstract

【課題】バスバー側端子とコイル側端子の位置精度が低いときにも、コイル側端子にバスバー側端子を簡単に接続できるようにする。
【解決手段】円環状のステータコア１と、そのステータコア１にインシュレータ４を介して巻回されたコイル５と、インシュレータ４に固定して設けられ、コイル５に接続されたコイル側端子１０と、円環状のバスバーユニット３と、そのバスバーユニット３のコイル側端子１０に対応する位置に設けられたバスバー側端子１５とを備え、コイル側端子１０は、ステータ周方向を開放側とするＵ状の金属製の接続部１１を有し、バスバー側端子１５は、コイル側端子１０の接続部１１に接続された構成を回転電機用ステータに採用する。
【選択図】図６

Description

この発明は、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車等に組み込まれる回転電機（たとえば電気モータ）用ステータに関する。

回転電機用ステータとして、分割コアにインシュレータを介してコイルを巻回し、そのコイルをインシュレータに固定されたコイル側端子に接続し、円環状に配置した分割コアの各コイル側端子に対応する位置にバスバー側端子を有するバスバーユニットを設け、そのバスバーユニットのバスバー側端子をコイル側端子に接続したものが知られている（特許文献１）。

しかし、バスバー側端子をコイル側端子に接続する際、バスバー側端子とコイル側端子の位置精度が十分でないと、すべてのバスバー側端子の位置をそのバスバー側端子に対応するコイル側端子の位置に合致させるのが難しい。一方、バスバー側端子とコイル側端子の位置精度を高めるためには、円環状に配置した分割コアの位置精度、各分割コアに対するコイル側端子の位置精度、バスバーユニットに対するバスバー側端子の位置精度などをそれぞれ高める必要があり、回転電機用ステータの生産コストが高くなる。そのため、コイル側端子とバスバー側端子を接続する作業が煩雑であった。

この発明が解決しようとする課題は、バスバー側端子とコイル側端子の位置精度が低いときにも、コイル側端子にバスバー側端子を簡単に接続できるようにすることである。
特開２００５−５１９９９号公報

上記の課題を解決するために、円環状のステータコアと、そのステータコアにインシュレータを介して巻回されたコイルと、前記インシュレータに固定して設けられ、前記コイルに接続されたコイル側端子と、円環状のバスバーユニットと、そのバスバーユニットの前記コイル側端子に対応する位置に設けられたバスバー側端子とを備え、前記コイル側端子は、ステータ周方向を開放側とするＵ状の金属製の接続部を有し、前記バスバー側端子は、前記コイル側端子の接続部にステータ周方向に接続された構成を回転電機用ステータに採用した。

前記コイル側端子の接続部は、たとえばステータ軸方向に見てＵ状に形成することができ、このようにすると、コイル側端子に対するバスバー側端子の位置がステータ軸方向にばらついているときにも、コイル側端子にバスバー側端子を簡単に接続することができる。

また、前記コイル側端子の接続部は、たとえばステータ径方向に見てＵ状に形成することができ、このようにすると、コイル側端子に対するバスバー側端子の位置がステータ径方向にばらついているときにも、コイル側端子にバスバー側端子を簡単に接続することができる。

この回転電機用ステータは、前記Ｕ状の接続部の開放端に、前記バスバー側端子を接続部内に案内するガイド片を設けるとより好ましいものとなる。このようにすると、接続部からずれた位置にあるバスバー側端子をガイド片が接続部内に案内するので、バスバー側端子とコイル側端子の接続がより簡単である。

また、この発明では、上記の回転電機用ステータに用いるインシュレータとして、分割コアとその分割コアに巻回されるコイルとの間に配置される筒部と、その筒部のステータ径方向の外端に形成されたフランジ部と、そのフランジ部からステータ径方向の外方に延出して形成された端子取り付け部と、その端子取り付け部に固定されたコイル側端子とを備え、そのコイル側端子は、ステータ周方向を開放側とするＵ状の金属製の接続部を有するインシュレータを提供する。

このインシュレータのコイル側端子の接続部は、ステータ軸方向に見てＵ状に形成してもよく、ステータ径方向に見てＵ状に形成してもよい。

このインシュレータは、前記コイル側端子に、前記接続部の開放端から延出して間隔が広がる方向に傾斜したガイド片を設けるとより好ましいものとなる。

この発明の回転電機用ステータは、バスバー側端子をコイル側端子のＵ状の接続部にステータ周方向に挿入して接続するので、コイル側端子に対するバスバー側端子の位置がステータ周方向にばらついているときにも、コイル側端子にバスバー側端子を簡単に接続することができる。

図１に、この発明の回転電機用ステータの第１実施形態を示す。このステータは、分割コア１ａを円環状に配置したステータコア１と、そのステータコア１を外周から締め付ける筒状のハウジング２と、ステータコア１と同心に配置した円環状のバスバーユニット３とを有する。

分割コア１ａは、金属磁性粉末の圧粉体からなり、図２に示すようにインシュレータ４を介してコイル５が巻回されている。

インシュレータ４は、図３に示すように、分割コア１ａとコイル５の間に配置される筒部６と、筒部６のステータ径方向の内端と外端にそれぞれ形成したフランジ部７，８と、外側のフランジ部８からステータ径方向外方に延出する端子取り付け部９を備える。筒部６とフランジ部７，８と端子取り付け部９はいずれも絶縁体からなり、端子取り付け部９には、金属板を折り曲げて形成したコイル側端子１０が取り付けられている。コイル側端子１０は、ステータ軸方向に見てＵ状に折り曲げられて開放側をステータ周方向に向けた接続部１１と、Ｕ状の接続部１１の開放端から延出する対向一対のガイド片１２，１２とを有する。ガイド片１２，１２は、接続部１１の開放端から離れるに従って間隔が広がる方向に傾斜している。

また、インシュレータ４は、図３に示す分割線１３の位置でステータ周方向に分割することができ、分割コア１ａを挟み込んで分割コア１ａに装着可能となっている。

バスバーユニット３は、図４に示すように、３相交流のＵ，Ｖ，Ｗ相に対応する円環状の給電用バスバー１４ｕ，１４ｖ，１４ｗと、周方向に一定の間隔をおいて設けたバスバー側端子１５とを有し、各バスバー側端子１５は、給電用バスバー１４ｕ，１４ｖ，１４ｗのいずれかに接続されている。バスバー側端子１５は、図５に示すように、そのバスバー側端子１５と接続する給電用バスバーからステータ径方向に延出する延出片１６と、延出片１６の端からステータ軸方向に起立する起立片１７とからなる。

このステータは、たとえば次のようにして組み立てることができる。まず、図３に示すインシュレータ４を分割コア１ａに装着し、そのインシュレータ４を介して分割コア１ａにコイル５を巻回する。このとき、インシュレータ４の筒部６の両端からフランジ部７，８が張り出しているので、コイル５が筒部６からはみ出さない。つぎに、コイル５の端部を、インシュレータ４に固定されたコイル側端子１０に接続する。つづいて、分割コア１ａを円環状に配置してステータコア１を形成し、そのステータコア１の外周にハウジング２を焼き嵌めする。

その後、図６に示すように、コイル側端子１０の接続部１１に対してバスバー側端子１５をステータ周方向にずらしてバスバーユニット３を配置し、つづいてバスバーユニット３を回転させて、図７に示すようにバスバー側端子１５の起立片１７をコイル側端子１０の接続部１１内に挿入する。このとき、起立片１７の位置と接続部１１の位置がステータ径方向にずれていても、ガイド片１２が起立片１７を接続部１１内に案内するので、起立片１７を接続部１１内に挿入するのが簡単である。最後に、起立片１７と接続部１１をＴＩＧ溶接する。

このステータは、バスバーユニット３を回転させて、バスバー側端子１５の起立片１７を接続部１１にステータ周方向に挿入し、接続部１１のステータ周方向に延びる内面に起立片１７を接触させるので、コイル側端子１０に対するバスバー側端子１５の位置がステータ周方向にばらついているときにも、各バスバー側端子１５と各コイル側端子１０が互いに接触する。そのため、バスバー側端子１５とコイル側端子１０の接続が簡単である。

また、このステータは、ステータ軸方向に延びる起立片１７を、ステータ軸方向に見てＵ状の接続部１１に挿入して接触させるので、コイル側端子１０に対するバスバー側端子１５の位置がステータ軸方向にばらついているときにも、各バスバー側端子１５と各コイル側端子１０が互いに接触する。そのため、バスバー側端子１５とコイル側端子１０の接続が簡単である。

また、コイル側端子１０のガイド片１２が、バスバー側端子１５の起立片１７を接続部１１内に案内するので、コイル側端子１０に対するバスバー側端子１５の位置がステータ径方向にばらついているときにも、簡単に、起立片１７を接続部１１に挿入することができる。そのため、バスバー側端子１５とコイル側端子１０の接続が簡単である。

上記実施形態では、ステータコア１の外周に筒状のハウジング２を焼き嵌めすることにより各分割コア１ａを固定しているが、他の方法でステータコア１を締め付けて各分割コア１ａを固定するようにしてもよい。たとえば、ステータコア１の外周に帯状の薄板を巻いてステータコア１を締め付け、その状態で薄板の一端と他端を接続してもよい。このようにすると、ステータコア１を締め付ける力の管理が容易となり、過大な締め付け力で分割コア１ａが破壊するのを防止することができる。

また、上記実施形態では、コイル側端子１０とバスバー側端子１５をＴＩＧ溶接により接続し、接続の信頼性を確保しているが、他の方式で接続してもよい。たとえば、抵抗溶接やろう付けによりコイル側端子１０とバスバー側端子１５を接続してもよい。

Ｕ状の接続部１１のステータ径方向に対向する１対の対向壁１８，１９は、図３に示すように、一方の対向壁１８が他方の対向壁１９よりもステータ軸方向に張り出すように形成すると好ましい。このようにすると、図８に示すように、ＴＩＧ溶接のトーチ２０から生じるアークの方向が安定し、接続部１１の対向壁１８とバスバー側端子１５の起立片１７を確実に接続することができる。

上記実施形態では、分割コア１ａを金属磁性粉末の圧粉体で形成しているが、分割コアは電磁鋼板の積層体で形成してもよい。また、上記実施形態では、分割コア１ａを円環状に配置してステータコア１を形成しているが、ステータコアは、円環状の電磁鋼板の積層体で一体に形成してもよい。

図９に、この発明の回転電機用ステータの第２実施形態を示す。このステータも、第1実施形態と同様に、分割コア２１ａを円環状に配置したステータコア２１と、筒状のハウジング２２と、円環状のバスバーユニット２３とを有する。

分割コア２１ａは、図１０に示すようにインシュレータ２４を介してコイル２５が巻回されている。インシュレータ２４は、図１１に示すように、分割コア２１ａとコイル２５の間に配置される筒部２６と、筒部２６のステータ径方向の内端と外端にそれぞれ形成したフランジ部２７，２８と、外側のフランジ部２８からステータ径方向外方に延出する端子取り付け部２９を備え、端子取り付け部２９には、金属板を折り曲げて形成したコイル側端子３０が取り付けられている。コイル側端子３０は、ステータ径方向に見てＵ状に折り曲げられて開放側をステータ周方向に向けた接続部３１と、Ｕ状の接続部の開放端から延出するガイド片３２とを有する。また、インシュレータ２４は、分割線３３の位置で分割可能となっている。

バスバーユニットは、図１２に示すように、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に対応する円環状の給電用バスバー３４ｕ，３４ｖ，３４ｗと、周方向に間隔をおいて設けられたバスバー側端子３５とを有する。各バスバー側端子３５は、給電用バスバー３４ｕ，３４ｖ，３４ｗのいずれかに接続され、ステータ径方向に延びている。

このステータも、第１実施形態と同様にして組み立てることができる。すなわち、インシュレータを介して分割コア２１ａにコイル２５を巻回し、コイル２５の端部をコイル側端子３０に接続する。つぎに、分割コア２１ａを円環状に配置してステータコア２１を形成し、そのステータコア２１の外周にハウジング２２を焼き嵌めして各分割コア２１ａを固定する。

その後、図１３に示すように、コイル側端子３０の接続部３１に対してバスバー側端子３５をステータ周方向にずらしてバスバーユニット２３を配置し、バスバーユニット２３を回転させ、図１４に示すようにバスバー側端子３５をコイル側端子３０の接続部３１内に挿入する。このとき、バスバー側端子３５の位置と接続部３１の位置がステータ軸方向にずれていても、ガイド片３２がバスバー側端子３５を接続部３１内に案内するので、バスバー側端子３５を接続部３１内に挿入するのが簡単である。最後に、バスバー側端子３５と接続部３１をＴＩＧ溶接する。

このステータは、第１実施形態と同様、バスバーユニット２３を回転させて、バスバー側端子３５を接続部３１にステータ周方向に挿入し、接続部３１のステータ周方向に延びる内面にバスバー側端子３５を接触させるので、コイル側端子３０に対するバスバー側端子３５の位置がステータ周方向にばらついているときにも、各バスバー側端子３５と各コイル側端子３０が互いに接触する。そのため、バスバー側端子３５とコイル側端子３０の接続が簡単である。

また、このステータは、ステータ径方向に延びるバスバー側端子３５を、ステータ径方向に見てＵ状の接続部３１に挿入して接触させるので、コイル側端子３０に対するバスバー側端子３５の位置がステータ径方向にばらついているときにも、各バスバー側端子３５と各コイル側端子３０が互いに接触する。そのため、バスバー側端子３５とコイル側端子３０の接続が簡単である。

また、コイル側端子３０のガイド片３２が、バスバー側端子３５を接続部３１内に案内するので、コイル側端子３０に対するバスバー側端子３５の位置がステータ軸方向にばらついているときにも、簡単に、バスバー側端子３５を接続部３１に挿入することができる。そのため、バスバー側端子３５とコイル側端子３０の接続が簡単である。

この発明の回転電機用ステータの第１実施形態を示す斜視図 図１のステータの分割コアにインシュレータを介してコイルを巻回した状態を示す斜視図 図２のインシュレータの分解斜視図 図１のステータのバスバーユニットを示す斜視図 図４のバスバーユニットの拡大斜視図 図１のステータのバスバー側端子をコイル側端子に接続する過程を説明する斜視図 図１のステータのバスバー側端子をコイル側端子に接続する過程を説明する斜視図 図１のステータのバスバー側端子とコイル側端子のＴＩＧ溶接を説明する断面図 この発明の回転電機用ステータの第２実施形態を示す斜視図 図９のステータの分割コアにインシュレータを介してコイルを巻回した状態を示す斜視図 図１０のインシュレータの分解斜視図 図９のステータのバスバーユニットを示す斜視図 図９のステータのバスバー側端子をコイル側端子に接続する過程を説明する斜視図 図９のステータのバスバー側端子をコイル側端子に接続する過程を説明する斜視図

符号の説明

１ ステータコア
１ａ 分割コア
３ バスバーユニット
４ インシュレータ
５ コイル
６ 筒部
７，８ フランジ部
９ 端子取り付け部
１０ コイル側端子
１１ 接続部
１２ ガイド片
１５ バスバー側端子
２１ ステータコア
２１ａ 分割コア
２３ バスバーユニット
２４ インシュレータ
２５ コイル
２６ 筒部
２７，２８ フランジ部
２９ 端子取り付け部
３０ コイル側端子
３１ 接続部
３２ ガイド片
３５ バスバー側端子

Claims (8)

1. 円環状のステータコア１と、そのステータコア１にインシュレータ４を介して巻回されたコイル５と、前記インシュレータ４に固定して設けられ、前記コイル５に接続されたコイル側端子１０と、円環状のバスバーユニット３と、そのバスバーユニット３の前記コイル側端子１０に対応する位置に設けられたバスバー側端子１５とを備え、前記コイル側端子１０は、ステータ周方向を開放側とするＵ状の金属製の接続部１１を有し、前記バスバー側端子１５は、前記コイル側端子１０の接続部１１に接続された回転電機用ステータ。
2. 前記コイル側端子１０の接続部１１が、ステータ軸方向に見てＵ状である請求項１に記載の回転電機用ステータ。
3. 前記コイル側端子３０の接続部３１が、ステータ径方向に見てＵ状である請求項１に記載の回転電機用ステータ。
4. 前記コイル側端子１０が、前記接続部１１の開放端に、前記バスバー側端子１５を接続部１１内に案内するガイド片１２を有する請求項１から３のいずれかに記載の回転電機用ステータ。
5. 分割コア１ａとその分割コア１ａに巻回されるコイル５との間に配置される筒部６と、その筒部６のステータ径方向の外端に形成されたフランジ部８と、そのフランジ部８からステータ径方向の外方に延出して形成された端子取り付け部９と、その端子取り付け部９に固定されたコイル側端子１０とを備え、そのコイル側端子１０は、ステータ周方向を開放側とするＵ状の金属製の接続部１１を有するインシュレータ。
6. 前記コイル側端子１０の接続部１１が、ステータ軸方向に見てＵ状である請求項５に記載のインシュレータ。
7. 前記コイル側端子３０の接続部３１が、ステータ径方向に見てＵ状である請求項５に記載のインシュレータ。
8. 前記コイル側端子１０が、前記接続部１１の開放端から延出して間隔が広がる方向に傾斜したガイド片１２を有する請求項５から７のいずれかに記載のインシュレータ。

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