JP2008278654A - 集中巻きステータ - Google Patents

Abstract

【課題】より一層放熱性の高い集中巻きステータを提供する。
【解決手段】ティースを備える複数のコア1と、各ティースの外周に配置されたコイルとを備える集中巻きステータである。少なくとも一つのコイルには、隣接するコイル同士が対向するコイルサイド側からコイル同士が対向しないコイルエンド側に亘って、無機材料からなる放熱部材3が配置されている。この構成により、コイルの熱がこもりやすいコイルサイド側の熱を、放熱部材3を介してコイルエンド側に導くことができる。それにより、コイルの熱を効率的に放熱することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、集中巻きステータとモータに関するものである。特に、放熱性に優れて電気自動車やハイブリッド自動車の駆動モータに好適に利用できる集中巻きステータとモータに関するものである。

従来、モータの構成部材として、磁性材料からなるコアに巻線を巻回してコイルを形成したステータが広く知られている。例えば、このコアは、ティースと、ティースにほぼ直交するヨークとからなるT字状部材である。ティースには、巻線が巻回される。そして、複数のコアを、ヨークが隣接し、ティースが内周側に向くように環状に配置することでステータを構成している。その際、各コイルのうち、隣接するコイル同士が対向する側をコイルサイド側、ステータの軸方向に向く側をコイルエンド側という。また、部材における、コイルサイド側の面をコイルサイド面、コイルエンド側の面をコイルエンド面という。

ところで、モータの駆動時、巻線には電流が流されコイルが発熱する。近年、モータの高トルク化の要望に応えるため、コイルに流す電流は高電流化しており、それに伴ってコイルの発熱も大きくなっている。特に、ティースと同芯状に巻線を巻回した集中巻きタイプのモータの場合、コアに接触するコイルの内側はコアから放熱しやすいが、コイルの外側、とりわけ隣接するコイル同士が対向するコイルサイド側では放熱しにくく、温度が上昇しやすい。

このようなコイルの温度上昇対策として、特許文献1に記載の技術が知られている。この技術では、固定子鉄心（コア）のスロット部に高熱伝導性絶縁シートを配置し、このシートを介してスロット部に巻線を施しコイル部を形成している。そして、高熱伝導性絶縁シートとしては、ゴム状高熱伝導層を有するものが開示されている。

特開２００１−１２８４０４号公報

しかし、特許文献１に係る技術では、次のような問題があった。

(1)コイルの放熱が十分行えるとはいえない。
特許文献1に係る発明では、コアのスロット部に高熱伝導性絶縁シートを設けているが、このシートがゴム状高熱伝導層を有するため、有機材料で構成されていると考えられ、熱伝導性の点でなお十分とはいえない。そのため、コイルに流す電流の高電流化に対応するには、より一層放熱性の高いステータ構造が求められている。

(2)高熱伝導性絶縁シートの配置が煩雑である。
特許文献1に係る発明では、コアの個々のスロット部に高熱伝導性絶縁シートを配置している。しかし、このシートは、ティースに巻回された巻線を覆うようにティース間に形成された各スロット部に配置する必要があり、ステータを形成する際の作業が非常に煩雑になる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、より一層放熱性の高い集中巻きステータを提供することにある。本発明の他の目的は、放熱性に優れるモータを提供することにある。

本発明は、放熱が難しい隣接するコイル同士が対向するコイルサイド側の熱をコイルエンド側に移行させることで上記の目的を達成する。

〔ステータ〕
本発明ステータは、ティースを備える複数のコアと、各ティースの外周に配置されたコイルとを備える集中巻きステータである。このようなステータにおいて、本発明は、少なくとも一つの前記コイルには、隣接するコイル同士が対向するコイルサイド側からコイル同士が対向しないコイルエンド側に亘って、無機材料からなる放熱部材が配置されていることを特徴とする。

このステータによれば、コイルのコイルサイド側からコイルエンド側に亘って、無機材料からなる放熱部材を設けることで、コイルの熱がこもりやすいコイルサイド側の熱を、放熱部材を介してコイルエンド側に導くことができる。それにより、コイルの熱を効率的に放熱することができる。

以下、本発明ステータの好適な構成をより詳しく説明する。本発明ステータでは、以下の構成を単独でまたは複合して適用することができる。

＜放熱部材の材質＞
本発明ステータにおいて、放熱部材は無機材料で構成する。無機材料の中でも、絶縁性で高熱伝導性の材料が放熱部材として好適に利用できる。より具体的には、アルミナ(Al₂O₃)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ホウ素（BN）、窒化珪素(Si₃N₄)および炭化珪素（SiC）よりなる群から選択される少なくとも１種が放熱部材の材質として挙げられる。

これらの材料はいずれも絶縁性の無機材料であり、かつ高熱伝導性の材料である。そのため、放熱部材をこれらの高熱伝導材料で構成することにより、コイルの放熱を効果的に行なうことができる。

また、放熱部材の材質は、その熱伝導率が10W/m・K以上であることが好ましい。このような熱伝導率の材料で放熱部材を構成することにより、効果的なコイルの放熱を行うことができる。より好ましい熱伝導率は20W/m・K以上、さらに好ましい熱伝導率は30W/m・K以上である。

＜放熱部材の形態＞
放熱部材のサイズは、隣接するコイル間に配置されるコイルサイド部と、コイルのコイルエンド側を覆うコイルエンド部とを有する大きさであればよい。近時、隣接するコイル間のギャップは非常に小さくすることが求められている。例えば、このギャップが1mm程度である場合、放熱部材におけるコイルサイド部は、この1mmの幅に収納できる薄型の放熱部材を用いる。また、放熱部材の面積は、少なくともコイルのコイルサイド側の一部とコイルエンド側の一部とを覆うサイズであればよいが、これらの全面を覆うようなサイズとすることで、熱の溜まり易いコイルサイド側の熱を確実にコイルエンド側に導き、コイルエンド面から効率的に放熱することができる。

放熱部材には、平板部材が好適に利用できる。より具体的には、次のような放熱部材を用いることができる。

(1)断面がコの字状の放熱部材を用いる。
通常、ティースの断面は矩形に構成され、そこに巻線が巻回されたコイルの外径もほぼ矩形となっている。そのため、断面がコの字状の放熱部材であれば、その放熱部材をコイルの外側にはめ込むことで、コイル表面のコイルサイド側とコイルエンド側が放熱部材に覆われることになる。それに伴い、放熱部材を介してコイルサイド側の熱をコイルエンド側に導いて放熱することができる。断面がコの字状の放熱部材としては、コイルの両コイルサイド側を覆う一対のコイルサイド部と、これらコイルサイド部をつなぐ一つのコイルエンド部とから構成されるものや、コイルの両コイルエンド側を覆う一対のコイルエンド部と、これら両コイルエンド部つなぐ一つのコイルサイド部とから構成されるものが挙げられる。

(2)断面がＬ状の放熱部材を用いる。
断面がL状の放熱部材であれば、コイルサイド側とコイルエンド側を覆うことが容易にでき、コイルサイド側の熱を、放熱部材を介してコイルエンド側に導くことができる。L状の放熱部材の場合、一つのコイルに対して一つの放熱部材を用いて、コイルにおけるコイルサイド側とコイルエンド側の１面づつを覆うようにしてもよいし、一つのコイルに対して一対の放熱部材を組み合わせて、コイルの全周が放熱部材で覆われるようにしてもよい。前者であれば、放熱部材の利用数量を少なくでき、後者であれば、コイルの全周を放熱部材で覆うことで効果的なコイルの放熱を行なうことができる。

また、放熱部材は、コイルサイド側からコイルエンド側に亘る角部に継ぎ目がなく、一体に形成されていることが好ましい。

放熱部材は複数の組合せで用いてもよいことは前述したとおりであるが、その場合、各放熱部材を組み合わせると継ぎ目ができてしまう。この継ぎ目は、通常、後述するモールド樹脂が入り込んでいるか空気が存在しており、熱伝導の妨げになる。そのため、放熱部材におけるコイルサイド側からコイルエンド側に向かう角部に継ぎ目がなければ、コイルサイド側からコイルエンド側に確実かつ効率的に熱伝達を行うことができる。

さらに、放熱部材のコイルサイド部は、そのコイルサイド部の中間部に継ぎ目がないことが望ましい。

コイルにおいて最も熱のこもりやすい箇所は、隣接するコイルの間、つまりコイルサイド側のうち、ステータ軸方向の中間部である。この箇所は、両コイルエンド側からの距離が遠いため、特に放熱が難しい箇所である。そこで、放熱部材のコイルサイド部の中間部に、熱伝導の妨げとなる継ぎ目がなければ、最も熱がこもりやすい箇所から効果的にコイルエンド側に放熱することができる。

その他、本発明ステータにおいて、放熱部材の表面は、コイルの表面形状にほぼ沿うような形状とすることが好ましい。

＜放熱部材の配置箇所と保持手法＞
放熱部材は、その一部がコイルのコイルサイド側、つまり隣接するコイル間に介在され、残部がコイルエンド側に配置される。コイルの放熱特性上、全てのコイルの表面を放熱部材で覆うことが好ましいが、一部のコイルにのみに放熱部材を配置しても一定の放熱効果は期待できる。また、一つのコイルにおける全周を放熱部材で覆うことが好ましいが、そのコイルのコイルエンド側およびコイルサイド側の一部のみを放熱部材で覆うようにしてもよい。

コイル間に放熱部材を保持させる手段としては、樹脂モールドが好適である。放熱部材をモールドによりコイル表面に固定することで、放熱部材のずれを防止することができる。それに伴い、放熱部材を介してのコイルの放熱を確実に行わせることができる。

本発明ステータで放熱部材をモールドでコイル表面に固定した場合、そのモールドは、当該ステータをモータとして使用した際のコイルの最高到達温度において軟化しない耐熱性を有する樹脂により行うことが好ましい。

ハイブリッド自動車などで用いられるモータでは、駆動時にコイルは発熱により高温に達する。例えば、コイルは150℃〜180℃程度に達することがある。そのため、モータ使用時のコイルの最高到達温度において軟化しないモールド樹脂を用いることで、放熱部材をコイル間に確実に固定することができる。なお、ここでいう「軟化しない耐熱性」とは、モールド樹脂がコイルの最高到達温度に加熱された際、放熱部材のずれが生じない程度の粘度を保持していることをいう。

また、放熱部材のコイル間への組み付け手順としては、(1)ティースにコイルを巻回した複数の分割ステータを環状に組み合わせてから、各コイル間に放熱部材のコイルサイド部を挿入する、(2)各分割ステータのコイルサイド面に放熱部材のコイルサイド部を接着し、その状態で複数の分割ステータを環状に組み合わせる、ことが挙げられる。いずれの場合であっても、放熱部材を各ティースに形成したコイルに装着するという簡単な作業で配置できるため、ステータの組立作業を容易に行なうことができる。

[モータ]
一方、本発明モータは、上記の本発明ステータを具備することを特徴とする。このモータによれば、上述したステータの持つ高い放熱特性を利用して、効率的に冷却可能なモータとすることができる。一般に、モータは、ステータと、ステータに対して回転するロータとを備える。また、モータには、ステータの内側にロータが配されるインナーロータ型のモータや、ステータの外側にロータが配されるアウターロータ型のモータがある。本発明モータは、これら各種モータに利用することが期待できる。

本発明ステータによれば、コイルのコイルサイド側からコイルエンド側に及ぶ放熱部材を用いることで、熱が溜まり易いコイルサイド側から放熱しやすいコイルエンド側に熱を移行することができる。それに伴い、この放熱部材を通じて効率的な放熱を行なうことができる。

また、本発明モータでは、本発明ステータを用いることで、放熱性に優れたモータとすることができる。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。

（実施例１：コの字型放熱部材1）
＜全体構成＞
図１(A)に示すように、本発明ステータは、コア1とコイル2とを具備する。このうち、コア1は磁性材料から構成される断面がほぼT型の部材で、図１(B)に示すように、ヨーク11と、このヨーク11の内周側に一体化されたティース12とから構成される。ティース12には、その外周に巻線21を巻き付けることで、コイル2が構成されている。ここでは、一部のコア1及びコイル2しか示していないが、コイル2が設けられた複数のコア1がティース12を内周側に向けて環状に並列され、その外周を締付リング4で保持してステータを形成している。また、コア1には、ティース12の外面形状にほぼ沿った形態のインシュレータ5が配置され、コイル2はインシュレータ5を介してティース12の外側に設けられている。そして、各コイル2の表面には、図１(B)および図２に示すように、放熱部材3が装着されている。

＜放熱部材＞
放熱部材3は、コイル2の表面に配されて、このステータをモータとして利用した際に、通電により生じたコイル2の熱を放熱するために利用される。

放熱部材3の形状としては、図２に示すように、平板部材からなる断面がコの字（スクエアブラケット）型のものとした。平板状の放熱部材3であれば、容易に得ることができる。この放熱部材3は、コイルのコイルエンド側に対面される一対のコイルエンド部31と、これらコイルエンド部31をつないでコイルのコイルサイド側に対面される一つのコイルサイド部32とを備える。これらコイルエンド部31とコイルサイド部32とは継ぎ目なく一体に構成されている。なお、図２では、説明の便宜上、コア1と放熱部材3のみ示し、コイルを省略しているが、実際には、放熱部材3はコイルの外側に配される。

また、本例の場合、放熱部材のコイルサイド部32は一つしかなく、第一のコイルに設けた放熱部材のコイルサイド部32は、そのコイルの一方のコイルサイド側のみを覆うことになる。しかし、複数のコイルが隣接された際、第一のコイルに隣接される第二のコイルにも同様に放熱部材3が設けられているため、第一のコイルにおける他方のコイルサイド側は、第二のコイルに設けた放熱部材のコイルサイド部32で覆われることになる。そのため、コイルはほぼ全周が放熱部材3で覆われることになり、コイルの全外表面から効果的に放熱することができる。特に、隣接するコイル間には、一枚のコイルサイド部32しか配されないため、コイル間の隙間が小さい場合でも、薄い放熱部材を用いることができる。

放熱部材3の材質は、絶縁材料とすることで、各ティース12に形成されるコイル間の絶縁性を確実に確保する。通常、コイル2を形成する巻線21には絶縁被覆が形成されているが、この絶縁被覆の一部に剥離などの損傷があった場合でも、放熱部材3の存在により隣接するコイル2間の絶縁性が確保できる。また、放熱部材3は無機材料とする。無機材料は有機材料に比べて一般に熱伝導性に優れているため、放熱材料として好ましい。

さらに、放熱部材3はコイル2の放熱を行うため、熱伝導率の高い材料で形成することが好ましい。例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、炭化珪素などが放熱部材3の材料として利用できる。アルミナの熱伝導率は20〜30W/m・K程度、窒化アルミニウムの熱伝導率は100〜250W/m・K程度、窒化ホウ素の熱伝導率は50〜65W/m・K程度、窒化珪素の熱伝導率は40〜150W/m・K程度、炭化珪素の熱伝導率は50〜130W/m・K程度である。これに対し、ゴム系材料などの有機材料や絶縁紙の熱伝導率は1W/m・K未満である。

放熱部材3の寸法は、コイル2における一方のコイルサイドのほぼ全面と、両コイルエンドのほぼ全面とを覆う大きさとしている。このようなサイズの放熱部材3とすることで、発熱源となるコイル2、特にそのコイルサイド側と放熱部材3との接触を十分に確保すると共に、コイルサイド側の熱をコイルエンド側に導いて効果的に放熱させることができる。

放熱部材3の厚さは、隣接するティース12に形成されるコイル2の対向面間に挿入可能な寸法であればよい。但し、コイル2と放熱部材3との間にクリアランスができてしまうとコイル2から放熱部材3への熱伝導が阻害されるため、両者が接触するような厚さを選択することが好ましい。ステータのサイズにもよるが、放熱部材3の厚さの具体例としては、0.5〜1.0mm程度が挙げられる。ここでは、コイルサイド部とコイルエンド部とは同じ厚さにしている。もっとも、コイルエンド部はコイルサイド部に比べて厚さの制約が少ないため、コイルサイド部よりも厚くしても良い。

＜組み立て方法＞
本発明のステータを形成するには、予めコア1のティース12の外周にコイル2を形成した分割ステータを複数用意しておく。そして、具体的な組み立て方法としては、分割ステータを環状に組み合わせてから、各コイル2の間に放熱部材3を配置する方法と、分割ステータの各々に放熱部材3を当接し、これを複数組み合わせて環状のステータを形成する方法とがある。

前者の場合、分割ステータを組み合わせても、隣接するコイル2の間には隙間が形成されている。そのため、後述する図３〜５の実施例２〜４に示すように、コイルエンド側から放熱部材3を差し込むことで、放熱部材の装着を行うことができる。

後者の場合、図２に示すように、各分割ステータ（コア1）のコイルサイド側から放熱部材3をはめ込み、その後、放熱部材3を装着した分割ステータを環状に組み合わせればよい。

この組み立てを行う際、次述するモールド樹脂で放熱部材3をコイル2に仮止めしたり、適宜なジグで放熱部材3の位置を保持したりすることが好ましい。

＜モールド樹脂＞
この放熱部材3をコイル2の間に固定するには、例えば樹脂によりモールドすればよい。このモールド樹脂は、耐熱性を有するものが好ましい。モータの駆動時、コイルの温度は例えば150〜180℃程度に達する。そのため、このような最高到達温度において軟化しない樹脂で放熱部材3のモールドを行えば、コイル2の発熱に伴い樹脂が軟化して放熱部材3が適正な位置からずれたりすることを抑制できる。具体的には、シリコン系樹脂や、エポキシ系樹脂などが、このモールド用の樹脂に好適に利用できる。このモールド樹脂は、極力薄く塗布することで、コイル2から放熱部材3への熱伝導性を良好にすることができて好ましい。

＜その他の構成＞
コア1は、磁性材料から構成され、電磁鋼板を積層したものや、粉末の圧粉体から構成されるものが好適に利用される。また、コイル2を形成する巻線21は、金属線の表面に絶縁被覆を設けたものが利用される。この巻線21は、ティース12と同芯状に巻き付けられ、集中巻きタイプのコイルを構成している。

なお、本例では、ティース12の外表面が平面状に形成されているため（図２）、その上に巻線21を巻回すると外表面に段差を有するコイル2が形成されているが（図１(B)）、ティースの外表面に段差を設け、そのティースの上に巻線を巻回することで、外表面に段差のないコイルを形成することができる。その場合、コイルと放熱部材の接触面積を増やすことができ、より一層効果的な放熱を行なうことができる。

＜作用効果＞
以上の実施例１のステータによれば、高熱伝導性の放熱部材3をコイル2のコイルサイド側からコイルエンド側に連続して設けているため、コイルサイド側の熱をコイルエンド側に導くことができる。それにより、放熱特性に優れるコイルエンド側から効果的にコイル2の放熱を行うことができる。特に、一つの放熱部材3における角部は、コイルエンド部31とコイルサイド部32の間に継ぎ目がなく一体に構成されているため、コイルサイド部32からコイルエンド部31への速やかな熱伝達が可能になる。また、熱のこもりやすいコイルサイド側の中間部（図２の破線円）も継ぎ目のないコイルサイド部32に覆われているため、コイルサイド部32からコイルエンド部31への効率的な熱伝達が行える。

（実施例２：コの字型放熱部材2）
次に、実施例１とは形状の異なる放熱部材3を用いた本発明実施例を図３に基づいて説明する。この実施例２では、主として放熱部材3の形状が実施例１と相違し、他の構成は基本的に実施例１と同様である。

本例で用いる放熱部材3は、一対のコイルサイド部32と、これらコイルサイド部32を一体につなぐコイルエンド部31とを有する断面がコの字型の平板部材である。この放熱部材3は、両コイルサイド部32の長さを同じとし、コイルにおける両コイルサイド側のほぼ全面と、一方のコイルエンド側のほぼ全面を覆うことができる。また、この放熱部材3は、コア1（分割ステータ）におけるコイルエンド側からステータの軸方向にはめ込むことで、容易にコイルの外側に装着することができる。

ステータを構成するには、放熱部材3を設けた上述の分割ステータの他に、放熱部材を設けない分割ステータ（図示せず）を用意する。そして、放熱部材3を設けた分割ステータと放熱部材を設けない分割ステータを交互に並列して環状のステータを構成する。この放熱部材3を用いれば、全てのコイル間に１枚のコイルサイド部32が配されることになる。もし、図3に記載の放熱部材3を全ての分割ステータに設けて、これらの分割ステータを環状に並列すれば、隣接するコイルの間には放熱部材3のコイルサイド部32が二重に配されることになる。しかし、放熱部材を設けない分割ステータを組み合わせることで、コイル間に介在される放熱部材は1枚であるため、コイルの占積率の低下を回避することができる。また、放熱部材を設けていないコイルのコイルエンド側は、放熱部材に覆われていないが、隣接するコイルに設けた放熱部材3のコイルサイド部32を介して放熱でき、さらにコイルエンド側はコイルサイド側に比べれば、その周囲が開放されているため、相当程度の放熱が期待できる。

本例のステータによれば、熱のこもりやすいコイルサイド側にコイルサイド部32を介在でき、このコイルサイド部32に伝わった熱をコイルエンド部31に伝達させることができる。そのため、コイルを効果的に放熱させることができる。

（実施例３：L型放熱部材）
次に、実施例１とは形状の異なる放熱部材3を用いた本発明実施例を図４に基づいて説明する。この実施例３では、放熱部材3の形状や寸法が実施例１と相違する点を除いて、他の構成は実施例１と同様である。

本例の放熱部材3は、一つのコイルエンド部31と、一つのコイルサイド部32とをほぼ直交状に継ぎ目なく一体化した断面がL型の平板部材である。ここでは、一つの放熱部材3で、コイルにおける一方のコイルサイド側のほぼ全面と、一方のコイルエンド側のほぼ全面を覆うことができる。

放熱部材3をコイルに装着するには、一つのコイルに対して、この放熱部材3を一つ用いる。例えば、放熱部材3をコア1（分割ステータ）の上方から下方に下ろし、コイルにおける一方のコイルサイド面と一方のコイルエンド面とを放熱部材3で覆う。そして、放熱部材が装着された複数の分割ステータを並列することで環状のステータを構成する。この場合、第一のコイルは一つの放熱部材3により一方のコイルサイド側と一方のコイルエンド側しか覆われないが、第一のコイルに隣接する第２のコイルにも同様にＬ型の放熱部材3が設けられている。そのため、第一のコイルにおける他方のコイルサイド側は第２のコイルに設けられた放熱部材3のコイルサイド部32で覆われることになる。

本例のステータによれば、熱のこもりやすいコイルサイド側にコイルサイド部32を介在でき、コイルサイド部32に伝わった熱をコイルエンド部31に伝達させることができる。そのため、コイルを効果的に放熱させることができる。また、本例では、L型の放熱部材を用いることで、放熱部材3のコイルへの装着が容易である。この放熱部材3は、両コイルサイド側を一つの放熱部材で挟み込む構成ではないため、コイルを構成する巻線の絶縁被覆を傷つけにくい。特に、一つのコイルに対して一つの放熱部材しか用いる必要がないため、一つのコイルに対してコイルサイド面の各々に放熱部材を用いる場合に比べて放熱部材3の数を少なくしながら相当程度の放熱効果を確保することができる。

なお、上記の実施例３では、図３の上方のコイルエンド面を放熱部材のコイルエンド部31で覆う構成としたが、上方のコイルエンド面をコイルエンド部31で覆った分割ステータと、下方のコイルエンド面をコイルエンド部31で覆った分割ステータとを交互に並列して環状のステータを構成してもよい。その際、各コイルの間には、1枚のコイルサイド部32が介在されるように放熱部材をコイルに装着する。この場合、コイルの上方のコイルエンド面と下方のコイルエンド面とが実質的に均等に放熱部材のコイルエンド部31で覆われた構成となり、均等な放熱が期待される。

（実施例４：変形L型放熱部材）
次に、実施例１とは形状の異なる放熱部材3を用いた本発明実施例を図５に基づいて説明する。この実施例４では、主として放熱部材3の形状が実施例１と相違し、他の構成は基本的に実施例１と同様である。

本例の放熱部材3L、3Uは、一対のコイルサイド部32（L）、32（S）と、これらコイルサイド部32（L）、32（S）を継ぎ目なくつなぐ一つのコイルエンド部31とを有する平板状部材である。ただし、この放熱部材3L、3Uは、一方のコイルサイド部32（S）が他方のコイルサイド部32（L）に比べてかなり短く、結果的に断面がほぼL型となっている。ここでは、一つの放熱部材3Lまたは3Uで、コイルにおける一方のコイルサイド側の大半と、他方のコイルサイド側の一部と、一方のコイルエンド側のほぼ全面を覆うことができる。放熱部材3Lまたは3Uをコイルに装着するには、一つのコイルに対して、この放熱部材3Lまたは3Uを一つ用いる。ただし、放熱部材3Lをコア1の下方から上方に上げ、下方のコイルエンド面を放熱部材3Lのコイルエンド部31で覆った分割ステータと、放熱部材3Uをコア1の上方から下方に下ろし、上方のコイルエンド面を放熱部材3Uのコイルエンド部31で覆った分割ステータとを用意する。

ステータを構成する場合、図５に示すように、下方のコイルエンド面を放熱部材3Lのコイルエンド部31で覆った分割ステータと、上方のコイルエンド面を放熱部材3Uのコイルエンド部31で覆った分割ステータとを、長いコイルサイド部32（L）と短いコイルサイド部32（S）とが隣接するコイルの間で突き合わされるように並列する。その際、互いに突き合わされた長いコイルサイド部32（L）と短いコイルサイド部32（S）とで、コイルサイド面のほぼ全面を覆うことになる。そして、これら２つの分割ステータを一つの単位として、この単位で並列して環状のステータを構成する。

このステータであれば、各コイルのコイルエンド側は、一方のみしかコイルエンド部31で覆われないが、隣接するコイル間には必ず長いコイルサイド部32（L）と短いコイルサイド部32（S）とが介在されることになる。そのため、最も熱のこもりやすい箇所、つまり互いに隣接するコイルが対面するコイルサイド面のうち、ステータ軸方向の中間部は、必然的に長いコイルサイド部32(L)で覆われることになる。その結果、このコイルサイド部32(L)を介して、コイルの熱をコイルエンド部31に伝達させ、効率的に放熱することができる。また、このステータであれば、隣接するコイル間で放熱部材が二重に重なって配置されるところがなく、スロット部に収納できる巻線の数が少なくなって占積率が低下することもない。

本例の場合も、コイルサイド部32（L）に覆われたコイルサイド側の熱を、コイルサイド部32（L）からコイルエンド部31に熱伝達することで効率的に放熱することができる。また、コイルサイド部32（S）で覆われたコイルサイド側の熱も同様にコイルエンド部31に熱伝達することで効率的に放熱することができる。さらに、本例では、長いコイルサイド部32（L）と短いコイルサイド部32（S）を備えるL型の放熱部材3L、3Uを用いることで、放熱部材3L、3Uをコイルに装着する際、放熱部材3L、3Uがずれにくく、確実にコイルに装着することができる。

なお、今回開示された実施の形態は例示であって、本発明の範囲がこれらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲および同範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれる。

本発明は、高い放熱性が要求されるモータのステータとして利用することができる。特に、ハイブリッド自動車や電気自動車のモータ用ステータとして好適に利用することができる。

(A)は本発明ステータの一例の全体概略図、(B)は本発明ステータの一例の部分拡大断面図である。 実施例１における本発明ステータのコアと放熱部材を示す概略斜視図である。 実施例２における本発明ステータのコアと放熱部材を示す概略斜視図である。 実施例３における本発明ステータのコアと放熱部材を示す概略斜視図である。 実施例４における本発明ステータのコアと放熱部材を示す概略斜視図である。

符号の説明

1 コア 11 ヨーク 12 ティース
2 コイル 21 巻線
3、3L、3U 放熱部材 31 コイルエンド部
32、32(L)、32(S) コイルサイド部
4 締付リング
5 インシュレータ

Claims (7)

1. ティースを備える複数のコアと、各ティースの外周に配置されたコイルとを備える集中巻きステータであって、
   少なくとも一つの前記コイルには、隣接するコイル同士が対向するコイルサイド側からコイル同士が対向しないコイルエンド側に亘って、無機材料からなる放熱部材が配置されていることを特徴とする集中巻きステータ。
2. 放熱部材は、アルミナ(Al₂O₃)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ホウ素（BN）、窒化珪素(Si₃N₄)および炭化珪素（SiC）よりなる群から選択される少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１に記載の集中巻きステータ。
3. 放熱部材は、断面がコの字状であることを特徴とする請求項１または２に記載の集中巻きステータ。
4. 放熱部材は、断面がＬ状であることを特徴とする請求項１または２に記載の集中巻きステータ。
5. 放熱部材は、コイルサイド側からコイルエンド側に亘る角部に継ぎ目がなく、一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の集中巻きステータ。
6. コイルのコイルサイド側を覆う放熱部材のコイルサイド部は、そのコイルサイド部の中間部に継ぎ目がないことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の集中巻きステータ。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のステータを用いたことを特徴とするモータ。

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