JP2009065800A - Middle point joining structure of stator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータの中点連結構造に関する。 The present invention relates to a midpoint connection structure of a stator.
従来、例えばステータを構成する複数の分割鉄心毎に絶縁ボビンを介して巻回された複数のステータコイル同士を接続する中点ターミナルを備えるステータが知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記従来技術に係るステータの中点ターミナルは、各ステータコイル毎にヒュージング(熱かしめ)がおこなわれる接続部を備え、各ステータコイル毎に周方向の一方および他方で隣り合う2つステータコイルに対し、中央のステータコイルの接続部によって、中央のステータコイルの引出し線の他端よりもずれた位置と、一方のステータコイルの引出し線の他端とが挟持されて接続され、さらに、他方のステータコイルの接続部によって、他方のステータコイルの引出し線の他端よりもずれた位置と、中央のステータコイルの引出し線の他端とが挟持されて接続されることで、各ステータコイル毎に周方向の両側で隣り合う2つのステータコイルが接続されている。しかしながら、この中点ターミナルにおいて、各ステータコイル毎に2本の引出し線を接続部に装着し、ヒュージングをおこなう作業には、煩雑な手間が掛かるという問題がある。
このような問題に対して、例えば各ステータコイルの引出し線の他端を接続するバスリングを設けることによって、接続作業に要する煩雑な手間を低減することができる。しかしながら、この場合には、バスリングの成型およびバスリングの全周に亘る絶縁被覆等に要する費用が嵩むという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ステータの複数のコイルの中点連結に要する作業を簡略化することができると共に、中点連結に要する費用の増大を抑制することが可能なステータの中点連結構造を提供することを目的とする。
By the way, the middle point terminal of the stator according to the prior art includes a connecting portion where fusing (heat caulking) is performed for each stator coil, and two stators adjacent to each other on one side and the other side in the circumferential direction for each stator coil. A position shifted from the other end of the lead wire of the center stator coil and the other end of the lead wire of one stator coil are sandwiched and connected to the coil by the connecting portion of the center stator coil, Each stator coil is sandwiched and connected by the connecting portion of the other stator coil so that the position shifted from the other end of the lead wire of the other stator coil and the other end of the lead wire of the center stator coil. Two stator coils adjacent to each other on both sides in the circumferential direction are connected. However, in this midpoint terminal, there is a problem in that it takes troublesome work to perform fusing by attaching two lead wires to the connection portion for each stator coil.
For such a problem, for example, by providing a bus ring for connecting the other end of the lead wire of each stator coil, it is possible to reduce the troublesome work required for the connection work. However, in this case, there arises a problem that the cost required for molding the bus ring and insulating coating over the entire circumference of the bus ring is increased.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to simplify the work required for connecting the middle points of a plurality of coils of the stator, and to suppress an increase in the cost required for connecting the middle points. It is an object to provide a midpoint connection structure.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第1態様に係るステータの中点連結構造は、ステータヨークの周方向の所定間隔毎の位置で径方向に延びる複数のティース(例えば、実施の形態でのティース31a)と、複数の前記ティース毎に絶縁部材(例えば、実施の形態での絶縁ボビン32)を介して巻回されるコイル(例えば、実施の形態でのステータコイル34)とを具備する複数相のステータの中点連結構造であって、複数相の前記コイルを接続する中点連結部材(例えば、実施の形態での中点連結部材14)を備え、前記中点連結部材は、周方向で隣接する前記絶縁部材同士の接続部(例えば、実施の形態での接続部32A)周辺の位置において軸方向外方に向かいオフセットするオフセット部(例えば、実施の形態でのオフセット部71c)を備える。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the midpoint connection structure of the stator according to the first aspect of the present invention includes a plurality of teeth (in the radial direction) at a predetermined interval in the circumferential direction of the stator yoke ( For example, the
さらに、本発明の第2態様に係るステータの中点連結構造では、前記絶縁部材は、周方向で隣接する前記絶縁部材同士の接続部において径方向に拡張する拡張壁部(例えば、実施の形態での拡張部53)により形成され、内部に絶縁性樹脂材を充填可能な拡張室(例えば、実施の形態での拡張室54)を備える。
Furthermore, in the midpoint connection structure of the stator according to the second aspect of the present invention, the insulating member is an extended wall portion (for example, an embodiment) that expands in the radial direction at a connection portion between the insulating members adjacent in the circumferential direction. And an expansion chamber (for example, the
さらに、本発明の第3態様に係るステータの中点連結構造では、前記中点連結部材は、前記コイルから引き出される引出し線と接続される接続端子(例えば、実施の形態でのコイル接続端子72)を備え、前記接続端子は、前記ティース毎に前記絶縁部材を介して巻回される前記コイルの周方向中心位置から周方向の何れか一方にずれた位置に配置されている。
Furthermore, in the midpoint coupling structure of the stator according to the third aspect of the present invention, the midpoint coupling member is a connection terminal (for example, a
さらに、本発明の第4態様に係るステータの中点連結構造では、前記中点連結部材は、前記複数相の相数と同数の前記コイルを接続する。 Furthermore, in the midpoint coupling structure of the stator according to the fourth aspect of the present invention, the midpoint coupling member connects the same number of coils as the number of phases of the plurality of phases.
さらに、本発明の第5態様に係るステータの中点連結構造では、前記絶縁部材は、前記中点連結部材を装着可能な装着溝部(例えば、実施の形態での溝部50a)を備える。
Furthermore, in the midpoint connection structure of the stator according to the fifth aspect of the present invention, the insulating member includes a mounting groove portion (for example, the
さらに、本発明の第6態様に係るステータの中点連結構造では、任意の自然数nによるn個の前記コイルを接続する前記中点連結部材は、(n−1)個の屈曲部(例えば、実施の形態での屈曲部71b)を有する棒状部材(例えば、実施の形態での板状部材71)からなる。
Furthermore, in the midpoint coupling structure of the stator according to the sixth aspect of the present invention, the midpoint coupling member that connects the n coils with an arbitrary natural number n is (n−1) bent portions (for example, It consists of the rod-shaped member (For example, plate-
本発明の第1態様に係るステータの中点連結構造によれば、中点連結部材は軸方向外方に向かいオフセットするオフセット部を備えることから、軸方向内方に存在する導電性部材(例えば、ロータのヨーク等)に対する絶縁性を向上させることができる。 According to the midpoint coupling structure of the stator according to the first aspect of the present invention, since the midpoint coupling member includes the offset portion that is offset outward in the axial direction, the conductive member that exists in the axially inward direction (for example, , Insulation of the rotor yoke, etc.) can be improved.
さらに、本発明の第2態様に係るステータの中点連結構造によれば、絶縁部材は接続部において径方向に拡張する拡張室を備え、この拡張室の内部に絶縁性樹脂材を充填可能とされていることから、径方向に短絡経路が形成されることを防止し、所望の絶縁性を確保することができる。 Further, according to the midpoint coupling structure of the stator according to the second aspect of the present invention, the insulating member includes an expansion chamber that expands in the radial direction at the connection portion, and the expansion chamber can be filled with an insulating resin material. Therefore, it is possible to prevent a short-circuit path from being formed in the radial direction and to secure desired insulation.
さらに、本発明の第3態様に係るステータの中点連結構造によれば、例えばコイルが断面略長方形の平角線により構成される場合であっても、過剰な捩じれや曲げが形成されることを抑制し、コイル表面の絶縁層が損傷してしまうことを防止しつつ、コイルの引出し線を接続端子に装着することができる。 Furthermore, according to the midpoint connection structure of the stator according to the third aspect of the present invention, for example, even when the coil is configured by a rectangular wire having a substantially rectangular cross section, excessive twisting and bending are formed. The lead wire of the coil can be attached to the connection terminal while suppressing and preventing the insulating layer on the coil surface from being damaged.
さらに、本発明の第4態様に係るステータの中点連結構造によれば、例えば複数のコイルの全てを単一の部材により接続する場合に比べて、複数相の相数と同数のコイル毎を接続する各部材によって中点連結部材を構成することにより、中点連結部材の構成に必要とされる材料の総量を低減することができ、中点連結部材の成型および絶縁等に要する費用が嵩むことを防止することができる。 Further, according to the midpoint coupling structure of the stator according to the fourth aspect of the present invention, the number of coils equal to the number of phases of the plurality of phases is compared with the case where all of the plurality of coils are connected by a single member, for example. By configuring the midpoint coupling member with each member to be connected, the total amount of material required for the configuration of the midpoint coupling member can be reduced, and the cost required for molding and insulation of the midpoint coupling member increases. This can be prevented.
さらに、本発明の第5態様に係るステータの中点連結構造によれば、中点連結部材を装着可能な装着溝部を絶縁部材に備えることにより、中点連結部材に対する所望の絶縁性を容易に確保することができる。 Furthermore, according to the middle point coupling structure of the stator according to the fifth aspect of the present invention, by providing the insulating member with the mounting groove portion on which the middle point coupling member can be mounted, the desired insulation with respect to the middle point coupling member can be easily achieved. Can be secured.
さらに、本発明の第6態様に係るステータの中点連結構造によれば、中点連結部の形状が複雑になることを防止し、中点連結部材の成型および絶縁等に要する費用が嵩むことを防止することができる。 Furthermore, according to the midpoint connection structure of the stator according to the sixth aspect of the present invention, it is possible to prevent the shape of the midpoint connection portion from becoming complicated, and the cost required for molding and insulation of the midpoint connection member increases. Can be prevented.
以下、本発明のステータの中点連結構造の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
この実施の形態に係るステータ2は、例えば走行駆動源としてハイブリッド車両や電動車両等の車両に搭載されたモータ1に具備されている。
Embodiments of a stator midpoint connection structure of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
The
モータ1は、例えば図1に示すように、円環状のステータ2の内周側にロータ3が配置されたインナロータ型のブラシレスモータとされている。
ステータ2は、例えば図1〜図3に示すように、ステータホルダ11と、環状に配列された複数のステータ片12a,…,12aから成る環状ステータ群12と、環状の集配電部材13および中点連結部材14とを備えている。
For example, as shown in FIG. 1, the
The
ステータホルダ11は、筒状部21と、この筒状部21の回転軸O方向の一端部において径方向外方に張り出すように設けられたフランジ部22とを備えている。
ステータホルダ11は、例えばハウジング(図示略)内に筒状部21が収容され、フランジ部22に設けられたボルト装着孔(図示略)に挿通されたボルト(図示略)がハウジングに螺合することによって固定される。
そして、ステータホルダ11の筒状部21内には環状ステータ群12が圧入等によって収容されている。
The
In the
The
環状ステータ群12は、所定数のステータ片12a,…,12aが円環状に配列されて構成されている。
各ステータ片12aは、例えば略T字型の複数の珪素鋼板が回転軸O方向に積層されて構成された分割鉄心31と、分割鉄心31に装着される絶縁性樹脂材からなる絶縁ボビン32と、絶縁ボビン32に巻回されたステータコイル34とを備えて構成されている。
The
Each
分割鉄心31は、互いの回転軸O方向の厚さが同等とされたティース31aおよびヨーク31bを備え、ティース31aの径方向基端部に一体に設けられたヨーク31bの周方向幅は、ティース31aの周方向幅よりも大きくなるようにして形成されている。
そして、ヨーク31bの周方向両端面は互いに面接触可能な形状とされ、複数のステータ片12a,…,12aが円環状に配列された状態で、周方向で隣り合うヨーク31b,31b同士が面接触し、円環状の環状ステータ群12が形成されるようになっている。
これにより、複数のヨーク31b,…,31bからなるステータヨークの周方向の所定間隔毎の位置でティース31aが径方向に伸びるように配置されている。
The split
Further, both end surfaces in the circumferential direction of the
Accordingly, the
絶縁ボビン32は、例えば分割鉄心31のティース31aに外嵌するボビン部32aと、分割鉄心31の積層方向の一方側においてボビン部32aから分割鉄心31のヨーク31b側に延出してヨーク31bの回転軸O方向の端面に接触する集配電用壁部32bと、集配電用壁部32bと同等の積層方向の一方側においてヨーク31bから離間する方向に延出する中点連結用壁部32cとを備えている。
The
ボビン部32aは、径方向の両端部に鍔部41a,41bを備え、鍔部41a,41b間にステータコイル34が巻回されている。
そして、集配電用壁部32bおよび中点連結用壁部32cおよび鍔部41a,41bの各周方向両端面は互いに面接触可能な形状とされ、複数のステータ片12a,…,12aが円環状に配列された状態で、周方向で隣り合う絶縁ボビン32,32同士が面接触するようになっている。
The
Then, both end surfaces in the circumferential direction of the power collecting / distributing
また、集配電用壁部32bは、ヨーク31bの回転軸O方向の他端面に沿って配置される外周側板部42と、この外周側板部42の径方向先端部から、分割鉄心31から離間する方向(つまり、回転軸O方向の一方側)に屈曲する2つの外周側天板部43,43を備えている。
そして、外周側板部42と外周側天板部43,43と鍔部41aとによって囲まれた空間は、集配電部材13が収容される集配電用空間とされている。
なお、集配電用空間を形成する鍔部41aには、回転軸O方向に延びる外周側切り欠き溝46が設けられ、ボビン部32aに巻回されたステータコイル34の一方の端部が挿着されるようになっている。
Further, the power collection /
The space surrounded by the outer peripheral
The
また、中点連結用壁部32cは、回転軸O方向の他方側において鍔部41bから径方向内方に向かい延出する内周側板部47と、この内周側板部47の径方向先端部から回転軸O方向の一方側に屈曲する内周側天板部48と、鍔部41bよりも内周側天板部48に近接した位置で内周側天板部48と略平行に設けられたブラケット49とを備えている。
そして、内周側板部47と内周側天板部48と鍔部41bとによって囲まれた空間は、中点連結部材14が収容される中点連結用空間50とされている。
Further, the midpoint connecting
The space surrounded by the inner peripheral
なお、中点連結用空間50を形成する鍔部41bには、回転軸O方向の一方側において、ボビン部32aに巻回されたステータコイル34の周方向中心位置から周方向の一方にずれた位置で回転軸O方向に延びる内周側切り欠き溝51と、この内周側切り欠き溝51に装着されたステータコイル34を周方向の他方に向かいボビン部32aに導入するガイド部52とが形成されている。
つまり内周側切り欠き溝51に装着されたステータコイル34がボビン部32aに巻回され始める際の巻線方向の反対方向(つまり、略周方向の一方に向かう方向であって、ボビン部32aに巻回されたステータコイル34の引出し線が伸びる方向)に、ボビン部32aの周方向中心位置からずれた位置であって、ステータコイル34がボビン部32aに巻回され始める位置(つまり、ボビン部32aに巻回されたステータコイル34の引出し線の引出し位置)から離間する位置に、内周側切り欠き溝51が設けられている。そして、この内周側切り欠き溝51に挿入されたステータコイル34がガイド部52に沿って略周方向の他方に向かい装着されることでボビン部32aに導入され、ボビン部32aに巻回され始めるようになっている。
The
In other words, the
また、中点連結用空間50を形成する内周側天板部48には、周方向の両端部つまり周方向で隣接する絶縁ボビン32,32同士の接続部32Aにおいて、径方向内方に拡張する拡張部53が設けられ、周方向で隣接する拡張部53,53によって、内部に絶縁性樹脂材を充填可能な拡張室54が形成されている。
Further, the inner peripheral side
集配電部材13は、複数相(例えば、U相、V相、W相の3相)の各相毎に複数のステータコイル34,…,34を接続する環状のバスリング61U,61V,61Wを備え、複数相の各相毎のバスリング61U,61V,61Wは、互いに略同等形状を有し、環状のリードフレーム62と、このリードフレーム62に設けられた給電端子63と、複数のステータコイル34,…,34とリードフレーム62とを接続する複数の接続端子64,…,64と、リードフレーム62と複数の接続端子64,…,64とを樹脂材により固定する複数の樹脂モールド部65,…,65とを備えて構成されている。
The current collecting and distributing
そして、樹脂モールド部65は、絶縁ボビン32の集配電用空間内に収容可能な形状を有し、特に、絶縁ボビン32の外周側天板部43,43間に嵌合可能な周方向幅を有することで、樹脂モールド部65が外周側天板部43,43間に装着された状態で各バスリング61U,61V,61Wの周方向位置が所定位置に位置決め固定され、接続端子64のコイル接続部64aが絶縁ボビン32の外周側切り欠き溝46に径方向で対向するように設定されている。そして、接続端子64のコイル接続部64aには、外周側切り欠き溝46に挿通されて径方向外方に向かうステータコイル34の一方の端部が装着され、ヒュージング(熱かしめ)により接続される。
これにより、各相のバスリング61U,61V,61Wと対応する相のステータ片12aのステータコイル44が接続され、U相の各ステータ片12aのステータコイル34の一方の端部同士はバスリング61Uを介して接続され、V相の各ステータ片12aのステータコイル34の一方の端部同士はバスリング61Vを介して接続され、W相の各ステータ片12aのステータコイル34の一方の端部同士はバスリング61Wを介して接続される。
The
Thereby, the stator coils 44 of the
中点連結部材14は、例えば図2〜図6に示すように、導電性の板状部材71と、複数相の相数と同数のN個(例えば、3相に対応して、N=3)のステータコイル34,…,34と板状部材71とを接続する複数のN個(例えば、3相に対応して、N=3)のコイル接続端子72,…,72とを備えて構成されている。
As shown in FIGS. 2 to 6, for example, the
板状部材71は、中点連結用空間50内において各絶縁ボビン32の内周側天板部48およびブラケット49により径方向の両側から挟み込まれるようにして、内周側天板部48およびブラケット49および内周側板部47により形成される溝部50aに装着され、N個(例えば、N=3)のステータコイル34,…,34毎に対応して、N個の平坦部71a,…,71aと、(N−1)個の屈曲部71b,…,71bとを備え、中点連結用空間50を形成する内周側天板部48の周方向の端部、つまり周方向で隣接する絶縁ボビン32,32同士の接続部32A周辺の位置に各屈曲部71bが配置されるように設定されている。そして、各平坦部71aには径方向外方(つまり、ステータコイル34に向かい)に突出するコイル接続端子72が接続されている。
The plate-
コイル接続端子72の先端部は略U字状に湾曲し、この先端部が絶縁ボビン32の内周側切り欠き溝51に径方向で対向するように設定されている。そして、コイル接続端子72の先端部には、内周側切り欠き溝51に挿通されて径方向内方に向かうステータコイル34の他方の端部が装着され、ヒュージング(熱かしめ)により接続される。
The distal end portion of the
これにより、複数のステータコイル34,…,34は、複数相の相数と同数のN個(例えば、3相に対応して、N=3)のステータコイル34,…,34を1組とする複数組に区分され、各組毎に総ての相のステータコイル34,…,34の他方の端部同士が中点連結部材14を介して接続される。
Accordingly, the plurality of stator coils 34,..., 34 is a set of N (for example, N = 3 corresponding to three phases) stator coils 34,. The other ends of the stator coils 34,..., 34 of all phases are connected to each other via the
さらに、板状部材71は、中点連結用空間50を形成する内周側天板部48の周方向の端部、つまり周方向で隣接する絶縁ボビン32,32同士の接続部32A周辺の位置において、回転軸O方向外方に向かいオフセットするオフセット部71cを備えている。
Further, the plate-
上述したように、この実施の形態によるステータ2の中点連結構造によれば、中点連結部材14の板状部材71は回転軸O方向外方に向かいオフセットするオフセット部71cを備え、このオフセット部71cが絶縁ボビン32,32同士の接続部32A周辺の位置に配置されることから、例えば絶縁ボビン32,32同士の接続部32A周辺において相対的に電気的絶縁性が低下する場合であっても、例えば回転軸O方向内方に存在する導電性部材(例えば、ロータ3のヨーク等)に対し、所望の電気的絶縁性を確保することができる。
As described above, according to the midpoint coupling structure of the
さらに、絶縁ボビン32,32同士の接続部32Aにおいて、内周側天板部48には径方向内方に拡張する拡張部53が設けられ、周方向で隣接する拡張部53,53によって、内部に絶縁性樹脂材を充填可能な拡張室54が形成されていることから、例えば導電性部材(例えば、ロータ3のヨーク等)に対し、径方向に短絡経路が形成されることを防止し、所望の電気的絶縁性を確保することができる。
Further, in the
さらに、内周側切り欠き溝51および内周側切り欠き溝51に径方向で対向するコイル接続端子72は、内周側切り欠き溝51に装着されたステータコイル34がボビン部32aに巻回され始める際の巻線方向の反対方向(つまり、略周方向の一方に向かう方向であって、ボビン部32aに巻回されたステータコイル34の引出し線が伸びる方向)に、ボビン部32aの周方向中心位置からずれた位置に配置されていることから、例えばステータコイル34が断面略長方形の平角線により構成される場合であっても、ボビン部32aと内周側切り欠き溝51およびコイル接続端子72との間の引出し線において、過剰な捩じれや曲げが形成されることを抑制し、ステータコイル34の表面に設けられた絶縁層が損傷してしまうことを防止することができる。
Further, the inner peripheral
さらに、複数のステータコイル34,…,34は、複数相の相数と同数のN個(例えば、3相に対応して、N=3)のステータコイル34,…,34を1組とする複数組に区分され、各組毎に総ての相のステータコイル34,…,34が中点連結部材14を介して接続されることから、例えば複数のステータコイル34,…,34の総てを単一の部材により接続する場合に比べて、中点連結部材14の構成に必要とされる材料の総量を低減することができ、中点連結部材14の成型および絶縁等に要する費用が嵩むことを防止することができる。
Further, the plurality of stator coils 34,..., 34 is a set of N (for example, N = 3 corresponding to three phases) stator coils 34,. Since the stator coils 34,..., 34 are divided into a plurality of sets, and all phases of the stator coils 34,..., 34 are connected via the
さらに、中点連結部材14の板状部材71は、絶縁ボビン32の内周側天板部48およびブラケット49および内周側板部47により形成される溝部に装着されることにより、所望の電気的絶縁性を容易に確保することができる。
さらに、中点連結部材14の板状部材71は、N個(例えば、3相に対応して、N=3)のステータコイル34,…,34毎に対応して、N個の平坦部71a,…,71aと、(N−1)個の屈曲部71b,…,71bとから構成されることで、中点連結部材14の形状が複雑化することを防止し、中点連結部材14の成型および絶縁等に要する費用が嵩むことを防止することができる。
Further, the plate-
Further, the plate-
1 モータ
2 ステータ
14 中点連結部材
31a ティース
32 絶縁ボビン(絶縁部材)
32A 接続部
34 ステータコイル(コイル)
50a 溝部(装着溝部)
53 拡張部(拡張壁部)
54 拡張室
71 板状部材(棒状部材)
71a 屈曲部
71c オフセット部
72 コイル接続端子(接続端子)
1
50a Groove (mounting groove)
53 Extension part (expansion wall part)
54
Claims (6)
複数相の前記コイルを接続する中点連結部材を備え、
前記中点連結部材は、周方向で隣接する前記絶縁部材同士の接続部周辺の位置において軸方向外方に向かいオフセットするオフセット部を備えることを特徴とするステータの中点連結構造。 Middle-point coupling structure of a plurality of stators including a plurality of teeth extending in the radial direction at predetermined intervals in the circumferential direction of the stator yoke and a coil wound around each of the plurality of teeth via an insulating member Because
Comprising a midpoint connecting member for connecting the coils of a plurality of phases;
The intermediate point connection structure of the stator, wherein the intermediate point connection member includes an offset portion that is offset outward in the axial direction at a position around a connection portion between the insulating members adjacent in the circumferential direction.
前記接続端子は、前記ティース毎に前記絶縁部材を介して巻回される前記コイルの周方向中心位置から周方向の何れか一方にずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のステータの中点連結構造。 The midpoint coupling member includes a connection terminal connected to a lead wire drawn from the coil,
The said connection terminal is arrange | positioned in the position which shifted | deviated to either one of the circumferential direction from the circumferential center position of the said coil wound through the said insulating member for every said tooth. Alternatively, the stator midpoint connection structure according to claim 2.
Priority Applications (1)
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