JP2007288821A - 回転電機用ステータ、インシュレータ、および分割ステータ - Google Patents

Abstract

【課題】コイルと給電用バスバーを接続する端子をインシュレータに取り付けずにコイルと給電用バスバーを接続可能とし、その接続作業を簡単にする。
【解決手段】円環状に配置された分割コア４と、その分割コア４にインシュレータ５を介して巻回されたコイル６と、給電用バスバー１５ｕ，１５ｖ，１５ｗと、中性点バスバー１６とを備え、インシュレータ５は、コイル６の端部６Ａを２点で係止する第１係止部１０，１１と、コイル６の端部６Ｂを２点で係止する第２係止部１２，１３とを有し、給電用バスバー１５ｕ，１５ｖ，１５ｗはそれぞれ給電端子１７を有し、中性点バスバー１６は中性点端子１８を有し、コイル６の端部６Ａは、第１係止部１０，１１に係止された２点の間で給電端子１７に接続され、コイルの端部６Ｂは、第２係止部１２，１３に係止された２点の間で中性点端子１８に接続される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）のステータに関する。

回転電機用ステータとして、円環状に配置した分割コアと、その各分割コアにインシュレータを介して巻回したコイルと、そのコイルに電力を供給する給電用バスバーとを備え、インシュレータに取り付けた端子を介してコイルと給電用バスバーを接続したものが知られている（特許文献１）。
特開２００５−５１９９９号公報

しかし、このステータは、インシュレータに取り付けた端子を介してコイルと給電用バスバーを接続しているので、コイルと給電用バスバーの接続に際し、端子とコイル、端子と給電用バスバーをそれぞれ接続する必要がある。そのため、接続箇所が多く、コイルと給電用バスバーの接続作業が煩雑であった。一方、コイルと給電用バスバーを接続する端子をインシュレータに取り付けずにコイルと給電用バスバーを接続しようとすると、コイルの端部の位置が定まらないので接続が難しい。特に、複数の導線を並列に巻回してコイルを構成したものは、コイルの端部がばらけやすいので接続が難しかった。

この発明が解決しようとする課題は、コイルと給電用バスバーを接続する端子をインシュレータに取り付けずにコイルと給電用バスバーを接続可能とし、その接続作業を簡単にすることである。

上記の課題を解決するために、円環状に配置された分割コアと、その分割コアにインシュレータを介して巻回されたコイルと、複数の給電用バスバーと、中性点バスバーとを備え、前記インシュレータは、前記コイルの一方の端部を２点で係止する第１係止部と、前記コイルの他方の端部を２点で係止する第２係止部とを有し、前記給電用バスバーはそれぞれ給電端子を有し、前記中性点バスバーは中性点端子を有し、前記コイルの前記一方の端部は、前記第１係止部に係止された２点の間で前記給電端子に接続され、前記コイルの前記他方の端部は、前記第２係止部に係止された２点の間で前記中性点端子に接続された構成を回転電機用ステータに採用した。

この回転電機用ステータは、次の構成を加えるとより好ましいものとなる。
１）前記コイルを、前記分割コアに複数の導線を並列に巻回して構成する。
２）前記インシュレータは、前記分割コアとその分割コアに巻回される前記コイルとの間に配置される筒部と、その筒部の一端に形成された第１フランジ部と、前記筒部の他端に形成された第２フランジ部とを有し、前記第１係止部は、前記第１フランジ部の縁に開放して形成された２つのスリットからなり、前記第２係止部は、前記第２フランジ部の縁に開放して形成された２つのスリットからなる。

上記２）の構成を加えた回転電機用ステータは、前記コイルの前記一方の端部が略コ字状に折り曲げられており、その端部の対向辺が前記第１フランジ部の前記２つのスリットにそれぞれ係止され、前記コイルの前記他方の端部が略コ字状に折り曲げられており、その端部の対向辺が前記第２フランジ部の前記２つのスリットにそれぞれ係止された構成を採用するとより好ましい。

また、この発明では、上記の回転電機用ステータに組み込まれるインシュレータとして、円環状に配置される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、その筒部の一端に形成された第１フランジ部と、前記筒部の他端に形成された第２フランジ部とを有し、前記第１フランジ部は、第１フランジ部の縁に開放して形成された２つのスリットを有し、前記第２フランジ部は、第２フランジ部の縁に開放して形成された２つのスリットを有するインシュレータを提供する。

また、上記の回転電機用ステータに組み込まれる分割ステータとして、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とを有する前記インシュレータと、そのインシュレータを装着された分割コアと、その分割コアに前記インシュレータを介して巻回された前記コイルとからなり、前記第１フランジ部の前記各スリットが、前記コイルの前記一方の端部を受け入れて係止し、前記第２フランジ部の前記各スリットが前記コイルの前記他方の端部を受け入れて係止する分割ステータを提供する。

この分割ステータは、前記コイルの前記一方の端部が略コ字状に折り曲げられており、その端部の対向辺が前記第１フランジ部の前記２つのスリットにそれぞれ係止され、前記コイルの前記他方の端部が略コ字状に折り曲げられており、その端部の対向辺が前記第２フランジ部の前記２つのスリットにそれぞれ係止された構成を採用するとより好ましい。

この発明の回転電機用ステータは、コイルの一方の端部をインシュレータの第１係止部に２点で係止し、その係止した２点の間を給電用バスバーの給電端子に接続するので、コイルと給電用バスバーを接続する端子をインシュレータに取り付けなくても、コイルと給電用バスバーを接続することができる。そのため、接続箇所が少なく、コイルと給電用バスバーを接続する作業が簡単である。同様に、コイルの他方の端部もインシュレータの第２係止部に２点で係止し、その係止した２点の間を中性点バスバーに接続するので、コイルと中性点バスバーを接続する端子をインシュレータに取り付けなくても、コイルと中性点バスバーを接続することができ、コイルと中性点バスバーを接続する作業も簡単である。

さらに、複数の導線を並列に巻回して前記コイルを構成したものは、コイルの端部が、第１係止部に係止された２点の間でばらけにくい。そのため、コイルと給電用バスバーを接続する作業が簡単である。同様に、コイルの他方の端部が、第２係止部に係止された２点の間でばらけにくいので、コイルと中性点バスバーを接続する作業も簡単である。

また、前記第１係止部が、前記インシュレータの第１フランジ部の縁に開放して形成された２つのスリットからなり、前記第２係止部が、前記第２フランジ部の縁に開放して形成された２つのスリットからなるものは、コイルの一方の端部を、第１フランジ部の縁のスリットに引っ掛けて係止することができ、さらにコイルの他方の端部も、第２フランジ部の縁のスリットに引っ掛けて係止することができるので、コイルの端部を係止する作業が簡単である。

また、前記コイルの前記一方の端部が略コ字状に折り曲げられており、その端部の対向辺が前記第１フランジ部の前記２つのスリットにそれぞれ係止され、前記コイルの前記他方の端部が略コ字状に折り曲げられており、その端部の対向辺が前記第２フランジ部の前記２つのスリットにそれぞれ係止されたものは、コイルの端部が把持しやすいので、コイルの端部を給電端子または中性点端子に接続する作業が簡単である。

図１に、この発明の回転電機用ステータの実施形態を示す。このステータは、円環状に配置した分割ステータ１と、その分割ステータ１を外周から締め付ける筒状のハウジング２と、各分割ステータ１に電力を供給するバスバーユニット３とからなる。

分割ステータ１は、図２に示すように、分割コア４にインシュレータ５を介してコイル６を巻回したものであり、コイル６に通電すると分割コア４が磁化する。

インシュレータ５は、図３に示すように、分割コア４とコイル６の間に配置される筒部７と、筒部７のステータ径方向の外端と内端にそれぞれ形成したフランジ部８，９とを有し、ステータ径方向外側のフランジ部８には、ステータ軸方向に張り出した位置に、フランジ部８の縁に開放した２つのスリット１０，１１が形成されている。同様に、ステータ径方向内側のフランジ部９にも、フランジ部９の縁に開放した２つのスリット１２，１３が形成されている。

また、インシュレータ５は、図３に示す分割線１４の位置でステータ周方向に分割することができるようになっており、分割コア４を挟み込んで分割コア４に装着可能となっている。

コイル６は、図２に示すように、２本の導線を並列に巻回して形成されており、一方の端部６Ａが、Ｕ状に曲げた状態でフランジ部８の各スリット１０，１１に挿入されている。同様に、他方の端部６Ｂも、Ｕ状に曲げた状態でフランジ部９の各スリット１２，１３に挿入されている。

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１５ｕ，１５ｖ，１５ｗと、給電用バスバー１５ｕ，１５ｖ，１５ｗと同心に配置した円環状の中性点バスバー１６と、周方向に一定の間隔をおいて配置された給電端子１７および中性点端子１８とを有する。各給電端子１７は、給電用バスバー１５ｕ，１５ｖ，１５ｗのいずれかに接続され、各中性点端子１８は、中性点バスバー１６に接続されている。

給電端子１７は、図５に示すように、給電用バスバーからステータ径方向外方に延出する延出部１９と、延出部の端に形成された接続部２０とからなる。接続部２０は、ステータ軸方向に見てステータ径方向外方に開放したＵ状に形成されている。同様に、中性点端子１８も、中性点バスバーからステータ径方向内方に延出する延出部２１と、延出部２１の端に形成された接続部２２とからなり、接続部２２は、ステータ軸方向に見てステータ径方向内方に開放したＵ状に形成されている。

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、分割コア４にインシュレータ５を装着し、そのインシュレータ５を介して分割コア４にコイル６を巻回する。つづいて、図２に示すように、コイル６の端部６Ａを略コ字状に折り曲げ、略コ字状となった端部６Ａの対向辺をスリット１０，１１にそれぞれ引っ掛けて係止するとともに、他方の端部６Ｂも略コ字状に折り曲げ、略コ字状となった端部６Ｂの対向辺をスリット１２，１３にそれぞれ引っ掛けて係止して、分割ステータ１を形成する。

つぎに、その分割ステータ１を円環状に配置し、分割ステータ１の外周にハウジング２を焼き嵌めする。つづいて、図５に示すように、各給電端子１７の接続部２０の位置と各コイル６の端部６Ａの位置を対応させてバスバーユニット３を分割ステータ１に乗せる。その後、図６に示すように、コイル６の一方の端部６Ａをステータ軸方向に折り曲げて給電端子１７の接続部２０に導入し、同様に、コイル６の他方の端部６Ｂもステータ軸方向に折り曲げて中性点端子１８の接続部２２に導入する。最後に、給電端子１７の接続部２０をかしめるとともに、中性点端子１８の接続部２２もかしめる。

このステータは、インシュレータ５のスリット１０，１１がコイル６の端部６Ａを２点で係止し、その係止した２点の間を給電用バスバー１５ｕ，１５ｖ，１５ｗの給電端子１７に接続するので、コイル６と給電用バスバー１５ｕ，１５ｖ，１５ｗを接続する端子をインシュレータ５に取り付けなくても、コイル６の端部６Ａの位置が安定し、コイル６と給電用バスバー１５ｕ，１５ｖ，１５ｗを接続することができる。そのため、接続箇所が少なく、各コイル６と給電用バスバー１５ｕ，１５ｖ，１５ｗを接続する作業が簡単である。

同様に、このステータは、インシュレータ５のスリット１２，１３がコイル６の他方の端部６Ｂを２点で係止し、その係止した２点の間を中性点バスバー１６の中性点端子１８に接続するので、コイル６と中性点バスバー１６を接続する端子をインシュレータ５に取り付けなくても、コイル６と中性点バスバー１６を接続することができ、各コイル６と中性点バスバー１６を接続する作業が簡単である。

また、コイル６の端部６Ａが、スリット１０，１１に係止された２点の間でばらけにくいので、コイル６と給電用バスバー１５ｕ，１５ｖ，１５ｗを簡単に接続することができる。同様に、コイル６の他方の端部６Ｂも、スリット１２，１３に係止された２点の間でばらけにくいので、コイル６と中性点バスバー１６を簡単に接続することができる。

また、このステータは、コイル６の端部６Ａをフランジ部８のスリット１０，１１に引っ掛けて係止するので、コイル６を分割コア４に巻回する作業に続けて、円滑に、コイル６の端部６Ａを係止させる作業を行なうことができる。そのため、コイル６の端部６Ａを係止する作業が簡単である。

また、コイル６の端部６Ａは、略コ字状に形成されているので把持しやすく、コイル６の端部６Ａをステータ軸方向に折り曲げて給電端子１７の接続部２０に導入する作業が簡単である。同様に、コイル６の他方の端部６Ｂも、略コ字状に形成されているので把持しやすく、コイル６の端部６Ｂをステータ軸方向に折り曲げて中性点端子１８の接続部２２に導入する作業が簡単である。

上記実施形態では、給電端子１７の接続部２０をかしめて接続部２０とコイル６の端部６Ａを接続しているが、接続部２０とコイル６の端部６Ａを抵抗溶接（たとえば通電カシメ）してもよい。同様に、中性点端子１８の接続部２２とコイル６の端部６Ｂを抵抗溶接してもよい。

この発明の回転電機用ステータの実施形態を示す斜視図 図１の回転電機用ステータに組み込まれる分割ステータを示す斜視図 図２の分割ステータに組み込まれるインシュレータを示す斜視図 図１の回転電機用ステータに組み込まれるバスバーユニットを示す斜視図 図１の回転電機用ステータの組立過程を示す拡大斜視図 図１の回転電機用ステータの組立過程を示す拡大斜視図

符号の説明

１ 分割ステータ
４ 分割コア
５ インシュレータ
６ コイル
６Ａ，６Ｂ コイルの端部
７ 筒部
８，９ フランジ部
１０，１１，１２，１３ スリット
１５ｕ，１５ｖ，１５ｗ 給電用バスバー
１６ 中性点バスバー
１７ 給電端子
１８ 中性点端子

Claims (7)

1. 円環状に配置された分割コア４と、その分割コア４にインシュレータ５を介して巻回されたコイル６と、複数の給電用バスバー１５ｕ，１５ｖ，１５ｗと、中性点バスバー１６とを備え、前記インシュレータ５は、前記コイル６の一方の端部６Ａを２点で係止する第１係止部１０，１１と、前記コイル６の他方の端部６Ｂを２点で係止する第２係止部１２，１３とを有し、前記給電用バスバー１５ｕ，１５ｖ，１５ｗはそれぞれ給電端子１７を有し、前記中性点バスバー１６は中性点端子１８を有し、前記コイル６の前記一方の端部６Ａは、前記第１係止部１０，１１に係止された２点の間で前記給電端子１７に接続され、前記コイルの前記他方の端部６Ｂは、前記第２係止部１２，１３に係止された２点の間で前記中性点端子１８に接続された回転電機用ステータ。
2. 前記コイル６が、前記分割コア４に複数の導線を並列に巻回して構成された請求項１に記載の回転電機用ステータ。
3. 前記インシュレータ５は、前記分割コア４とその分割コア４に巻回される前記コイル６との間に配置される筒部７と、その筒部７の一端に形成された第１フランジ部８と、前記筒部７の他端に形成された第２フランジ部９とを有し、前記第１係止部は、前記第１フランジ部８の縁に開放して形成された２つのスリット１０，１１からなり、前記第２係止部は、前記第２フランジ部９の縁に開放して形成された２つのスリット１２，１３からなる請求項１または２に記載の回転電機用ステータ。
4. 前記コイル６の前記一方の端部６Ａが略コ字状に折り曲げられており、その端部６Ａの対向辺が前記第１フランジ部８の前記２つのスリット１０，１１にそれぞれ係止され、前記コイル６の前記他方の端部６Ｂが略コ字状に折り曲げられており、その端部６Ｂの対向辺が前記第２フランジ部９の前記２つのスリット１２，１３にそれぞれ係止された請求項３に記載の回転電機用ステータ。
5. 円環状に配置される分割コア４とその分割コア４に巻回されるコイル６との間に配置される筒部７と、その筒部７の一端に形成された第１フランジ部８と、前記筒部７の他端に形成された第２フランジ部９とを有し、前記第１フランジ部８は、第１フランジ部８の縁に開放して形成された２つのスリット１０，１１を有し、前記第２フランジ部９は、第２フランジ部９の縁に開放して形成された２つのスリット１２，１３を有するインシュレータ。
6. 請求項５に記載のインシュレータ５と、そのインシュレータ５を装着された分割コア４と、その分割コア４に前記インシュレータ５を介して巻回された前記コイルとからなり、前記第１フランジ部８の前記各スリット１０，１１が、前記コイル６の前記一方の端部６Ａを受け入れて係止し、前記第２フランジ部９の前記各スリット１２，１３が前記コイル６の前記他方の端部６Ｂを受け入れて係止する分割ステータ。
7. 前記コイル６の前記一方の端部６Ａが略コ字状に折り曲げられており、その端部６Ａの対向辺が前記第１フランジ部８の前記２つのスリット１０，１１にそれぞれ係止され、前記コイル６の前記他方の端部６Ｂが略コ字状に折り曲げられており、その端部６Ｂの対向辺が前記第２フランジ部９の前記２つのスリット１２，１３にそれぞれ係止された請求項６に記載の分割ステータ。

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