JP2014107875A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルエンドをより十分に冷却可能な構成を提案する。
【解決手段】ステータ４０のステータコア４２の内周側に形成された複数のティース４４に複数のカセットコイル５０がそれぞれ巻回されると共に各カセットコイル５０が同相の隣接するカセットコイル５０とバスバー５４によって接続されて３相の電気回路が形成されるものにおいて、バスバー５４に、ステータ４０の内周側から見たときにバスバー５４周辺の空間が塞がるよう形成された背面部６２と、背面部６２の周方向端部からステータ４０の内周側に延出する第１側面部６４と、を有するフィン６０を設置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転電機に関し、詳しくは、ステータコアの内周側に形成された複数のティースに複数のカセットコイルがそれぞれ巻回されると共に複数のカセットコイルが電気回路が形成されるようバスバーによって接続されて構成されるステータと、ステータの内周側に配置されて回転軸に取り付けられるロータと、を備える回転電機に関する。
する。

従来、この種の回転電機としては、ステータコアの内周面に形成された複数のティースのそれぞれにコイルが集中的に巻回され、各コイルの第１および第２の開放端部がステータコアの内周側のコイル端部および外周側のコイル端部から同一のコイルエンドに引き出され、各コイルが第１の開放端部において延線されるコイル線を用いてステータコアの周方向の一方向に隣接する同相コイルの第２の開放端部と接続されたステータを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−６３９３号公報

上述の回転電機では、ロータ（ロータが取り付けられた回転軸）の回転による遠心力によって冷却液体を回転軸から径方向外側に飛散させてコイルのコイルエンドの冷却を行なう場合、冷却液体が、各コイルの第１の開放端部において延線されるコイル線の隙間などから径方向外側に抜けてしまい、コイルエンドの冷却が不十分になり得るという課題があった。

本発明の回転電機は、コイルエンドをより十分に冷却可能な構成を提案することを主目的とする。

本発明の回転電機は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の回転電機は、
ステータコアの内周側に形成された複数のティースに複数のカセットコイルがそれぞれ巻回されると共に該複数のカセットコイルが電気回路が形成されるようバスバーによって接続されて構成されるステータと、該ステータの内周側に配置されて回転軸に取り付けられるロータと、を備える回転電機であって、
前記バスバーには、前記ステータの内周側から見たときに前記バスバー周辺の空間が塞がるよう形成された背面部と、該背面部の周方向の端部から前記ステータの内周側に延出する側面部と、を有するフィンが設置されてなる、
ことを特徴とする。

この本発明の回転電機では、バスバーに、ステータの内周側から見たときにバスバー周辺の空間が塞がるよう形成された背面部と、その背面部の周方向の端部からステータの内周側に延出する側面部と、を有するフィンを設置する。これにより、回転軸（ロータ）の回転による遠心力によって冷却液体を回転軸から径方向外側に飛散させてコイルのコイルエンドの冷却を行なう場合、冷却液体をコイルエンドにより十分に供給することができる。この結果、コイルエンドをより十分に冷却することができる。

本発明の一実施例としての回転電機としてのモータ２０の構成の概略を示す構成図である。 本発明の一実施例としての回転電機としてのモータ２０の構成の概略を示す構成図である。 ステータ４０の一部を拡大した拡大図である。 ステータ４０の一部を拡大した拡大図である。 回転軸２２（図示せず）が反時計回りに回転する場合の冷却オイルの飛散の様子の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１および図２は、本発明の一実施例としての回転電機としてのモータ２０の構成の概略を示す構成図であり、図３および図４は、ステータ４０の一部を拡大した拡大図である。なお、図４では、見やすさを考慮して、１つのフィン６０の背面部６２のうちステータ４０の内周側から見える部分にハッチングを付した。

実施例のモータ２０は、周知の３相交流電動機として構成されており、図１および図２に示すように、回転軸２２に取り付けられたロータ３０と、ロータ３０の外周側に配置されてステータコア４２に３相コイル４６が集中巻方式によって巻回されたステータ４０と、を備える。なお、以下、モータ２０の軸方向（回転軸２２の延伸方向）を単に「軸方向」という。

回転軸２２は、中空の円筒状に形成されており、内部に冷却液体としての冷却オイルが流れる内部流路２４が形成されると共に、３相コイル４６のコイルエンドに対向する位置（ロータ３０の軸方向端部より軸方向の若干外側）に内部流路２４と外周側とを連通する連通路２６が形成されている。

ロータ３０は、無方向性電磁鋼板に打ち抜き加工を施して形成した複数のロータ部材を積層してなるロータコア３２と、ロータコア３２の複数のスロットにそれぞれ嵌挿される永久磁石（図示せず）と、を備える。

ステータ４０は、図１〜図４に示すように、無方向性電磁鋼板に打ち抜き加工を施して形成した複数のステータ部材を積層してなるステータコア４２と、ステータコア４２の内周側に形成された複数のティース４４に集中巻によって巻回されて電気回路が形成される３相コイル４６と、を備える。３相コイル４６は、複数のティース４４にそれぞれ巻回される複数のカセットコイル５０と、複数のカセットコイル５０を３相の電気回路が形成されるよう連結するバスバー５４と、を備える。

複数のカセットコイル５０は、それぞれ、平角線のカセットコイルとして構成されており、両端部５０ａ，５０ｂがステータコア４２の内周側と外周側とから軸方向の同一側に引き出されるよう形成されている。そして、各カセットコイル５０は、両端部５０ａ，５０ｂがステータコア４２に対する軸方向の同一側で揃うようティース４４に巻回（装着）され、ステータコア４２（ティース４４）の周方向にＵ相，Ｖ相，Ｗ相の順となるよう一方の端部（ステータコア４２の内周側から引き出された端部）５０ａが同相の隣接するカセットコイル５０（全体で見たときには３つ隣のカセットコイル５０）の他方の端部（ステータコア４２の外周側から引き出された端部）５０ｂとバスバー５４によって連結されている。

バスバー５４には、樹脂によって形成されたフィン６０が設置されている。フィン６０は、ステータ４０の内周側から見たときにバスバー５４周辺の空間（隣接するカセットコイル５０間の隙間やバスバー５４より軸方向外側の空間）が塞がるよう形成された背面部６２（特に図４参照）と、背面部６２の周方向端部（カセットコイル５０の端部５０ｂ側の端部）からステータ４０の内周側（径方向内側）に延出する第１側面部６４と、背面部６２の軸方向外側の端部からステータ４０の内周側に延出する第２側面部６６と、を備える。なお、実施例では、このフィン６０は、バスバー５４を製造する工程の後で、バスバー５４を２つのカセットコイル５０の連結に用いる工程の前に、バスバー５４と一体成形するものとした。これにより、バスバー５４を２つのカセットコイル５０の連結に用いる工程において、部品点数が多くなるのを回避することができる。

こうして構成された実施例のモータ２０では、回転軸２２（ロータ３０）が回転すると、遠心力により、回転軸２２の内部流路２４の冷却オイルが連通路２６を介して径方向外側（コイルエンド側）に飛散することにより、コイルエンドを冷却することができる。しかも、実施例では、バスバー５４に、ステータ４０の内周側から見たときにバスバー５４周辺の空間（隣接するカセットコイル５０間の隙間やバスバー５４より軸方向外側の空間）が塞がるよう形成された背面部６２を有するフィン６０を設置するから、遠心力により径方向外側に飛散した冷却オイルをフィン６０（背面部６２）で受け止めることができ、コイルエンドを十分に冷却することができる。さらに、回転軸２２が反時計回りに回転する場合、図５に例示するように、冷却オイルが反時計回りに径方向外側に飛散してフィン６０に沿って移動するが、フィン６０に、背面部６２のうち周方向端部（カセットコイル５０の端部５０ｂ側の端部）からステータ４０の内周側に延出する第１側面部６４を形成したことにより、冷却オイルをフィン６０の第１側面部６４で受け止めることができ、コイルエンドをより十分に冷却することができる。

以上説明した実施例のモータ２０によれば、ステータ４０のステータコア４２の内周側に形成された複数のティース４４に複数のカセットコイル５０がそれぞれ巻回されると共に各カセットコイル５０が同相の隣接するカセットコイル５０とバスバー５４によって接続されて３相の電気回路が形成されるものにおいて、バスバー５４に、ステータ４０の内周側から見たときにバスバー５４周辺の空間が塞がるよう形成された背面部６２と、背面部６２の周方向端部からステータ４０の内周側に延出する第１側面部６４と、を有するフィン６０を設置するから、回転軸２２（ロータ３０）の回転による遠心力によって回転軸２２の内部流路２４から連通路２６を介して径方向外側に飛散するの冷却オイルをコイルエンドにより十分に供給することができる。この結果、コイルエンドをより十分に冷却することができる。

実施襟のモータ２０では、複数のバスバー５４にそれぞれ取り付けられる複数のフィン６０は、同一形状に形成されるものとしたが、ステータ４０おける位置に応じて異なる形状に形されるものとしてもよい。この場合、例えば、図５で見たときの右半分と左半分などで異なる形状に形成されるものとしてもよい。これは、回転軸２２が反時計回りに回転する場合、図５の右半分と左半分とで冷却オイルの流れ（フィン６０に到達する前後の流れ）が異なると考えられる、との理由に基づく。

実施例のモータ２０では、フィン６０は、バスバー５４を製造する工程の後で且つバスバー５４を２つのカセットコイル５０の連結に用いる工程の前に、バスバー５４と一体成形するものとしたが、フィン６０だけで成形した後に、バスバー５４に取り付けるものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ステータコア４２が「ステータコア」に相当し、複数のティース４４が「複数のティース」に相当し、複数のカセットコイル５０が「複数のカセットコイル」に相当し、バスバー５４が「バスバー」に相当し、ステータ４０が「ステータ」に相当し、回転軸２２が「回転軸」に相当し、ロータ３０が「ロータ」に相当し、背面部６２と第１側面部６４とを有するフィン６０が「フィン」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、モータの製造産業などに利用可能である。

２０ モータ、２２ 回転軸、２４ 内部流路、２６ 連通路、３０ ロータ、３２ ロータコア、４０ ステータ、４２ ステータコア、４４ ティース、４６ ３相コイル、５０ カセットコイル、５０ａ，５０ｂ端部、５４ バスバー、６０ フィン、６２ 背面部、６４ 第１側面部、第２側面部。

Claims (1)

1. ステータコアの内周側に形成された複数のティースに複数のカセットコイルがそれぞれ巻回されると共に該複数のカセットコイルが電気回路が形成されるようバスバーによって接続されて構成されるステータと、該ステータの内周側に配置されて回転軸に取り付けられるロータと、を備える回転電機であって、
   前記バスバーには、前記ステータの内周側から見たときに前記バスバー周辺の空間が塞がるよう形成された背面部と、該背面部の周方向の端部から前記ステータの内周側に延出する側面部と、を有するフィンが設置されてなる、
   ことを特徴とする回転電機。