JP2016015797A - 回転電機ステータ - Google Patents

回転電機ステータ Download PDF

Info

Publication number
JP2016015797A
JP2016015797A JP2014135599A JP2014135599A JP2016015797A JP 2016015797 A JP2016015797 A JP 2016015797A JP 2014135599 A JP2014135599 A JP 2014135599A JP 2014135599 A JP2014135599 A JP 2014135599A JP 2016015797 A JP2016015797 A JP 2016015797A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase winding
neutral
phase
rotating electrical
electrical machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014135599A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6290731B2 (ja
Inventor
金重 慶一
Keiichi Kanashige
慶一 金重
雅志 松本
Masashi Matsumoto
雅志 松本
国芳 宍戸
Kuniyoshi Shishido
国芳 宍戸
渡辺 敦
Atsushi Watanabe
敦 渡辺
後藤 一裕
Kazuhiro Goto
一裕 後藤
小池 昭仁
Akihito Koike
昭仁 小池
哲矢 丸山
Tetsuya Maruyama
哲矢 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2014135599A priority Critical patent/JP6290731B2/ja
Priority to US14/755,611 priority patent/US10122234B2/en
Priority to EP15174500.7A priority patent/EP2963786B1/en
Priority to CN201510378346.XA priority patent/CN105322683B/zh
Publication of JP2016015797A publication Critical patent/JP2016015797A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6290731B2 publication Critical patent/JP6290731B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25Devices for sensing temperature, or actuated thereby
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0056Manufacturing winding connections
    • H02K15/0068Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals
    • H02K15/0081Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals for form-wound windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/06Machines characterised by the wiring leads, i.e. conducting wires for connecting the winding terminations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

【課題】回転電機ステータにおいて、各相巻線のそれぞれから引き出された一端の間を各相巻線とは別体の中性線で接続する構造の共振を防ぎ、固定信頼性を確保することである。【解決手段】外周側のヨーク部、及び内周側の周方向に沿って複数配置される巻線挿入用のスロットを有するステータコアと、ステータコアの複数のスロットに渡って予め定めた巻回方法で複数回巻回され、それぞれの一端が中性点接続部として、ステータコアの軸方向端部に引き出される各相巻線とを有する回転電機ステータにおいて、異なる相の相巻線における中性点接続部の間を接続し、各相巻線とは別体の中性線50と、中性線に接続される各相巻線とそれに隣接する各相巻線の間を固定する固定手段70を備える。【選択図】図5

Description

本発明は、回転電機ステータに係り、特に、各相巻線のそれぞれの一端が中性点で接続される回転電機ステータに関する。
三相型回転電機の固定子であるステータには、所定の巻回方法で各相巻線が巻回される。各相巻線の間の結線方法にはΔ結線とY結線が知られているが、Y結線では各相巻線のそれぞれの一端が中性点で接続される。
従来技術では、各相巻線のそれぞれの一端を引き出して、引き出した各相巻線端部同士を例えば撚りあわせて中性点を形成している。例えば、特許文献1には、モータ固定子のスロットに固定子コイルが巻き取られた巻線部が設けられ、巻線部の上部には各相の相電流が供給される各線が突出され、巻線部の下部には各中性線が突出される構造が述べられている。ここで、巻線部の下部における3本の中性線のそれぞれの一部分を絶縁層剥離して重ね、そこで溶接することが開示されている。
また、特許文献2には、回転電機の固定子における中性点を形成するために、3つの異なる相コイルの端部をそれぞれ中性点用のリード部として引き出し、引き出されたリード部をコイルエンド群の上部に沿って敷設し、リード部とコイルエンド群の間を、絶縁性クロスチューブ+接着材、クロスシート+接着剤、部分的接着剤等で固定することが開示されている。
各相巻線を形成する方法として、予めU字形等に成形した導体セグメントを複数用い、それらを所定の形状に折り曲げ、それらの端部同士を互いに溶接によって順次接続することが行われる。導体セグメントとしては矩形断面の平角線が用いられる。このように、平角線の複数の導体セグメントの端部同士を溶接によって接続する方法が取られるときは、平角線の端部同士を撚り合わせて中性点を形成するよりも、各相巻線とは別体の中性線を用い、これを介して引き出された端部同士を溶接接続することが便利である。
例えば、特許文献3には、回転電機の固定子のコイルエンドにおいて、各相巻線とは別体の3つの相間渡り線と2つの中性線について、それぞれ同士を固着材で相互に固定することが述べられている。
また、特許文献4には、回転電機ステータに溶接して取り付けられる中性線に設けられる温度検出素子が故障したときに、その中性線を簡単に取り換えられる構造として、ステータコイルを構成する導体セグメントの端部溶接部のうち中性線に溶接される中性線溶接部の先端長さを同相溶接部よりも2倍長くすることが述べられている。
特開2006−121884号公報 特開2004−104996号公報 特開2012−29355号公報 特開2013−121183号公報
回転電機ステータにおいて各相巻線のそれぞれの一端を中性点で接続するために各相巻線とは別体の中性線を用いる場合、各相巻線のそれぞれから引き出された一端同士の間に宙に浮いた状態で中性線が接続配置される。導体セグメントを用いるときは、各相巻線のそれぞれから引き出された一端は導体セグメントの自由端であるので、2つの自由端の間に中性線が宙に浮いた状態で接続配置される。このように宙に浮いた状態で接続される中性線の部分の振動の共振周波数は、ステータコアの振動の固有周波数やステータコアに巻回される各相巻線の集合体の振動の固有周波数よりも低い周波数となり、外部の振動に共振しやすい。例えば、回転電機がハイブリッド車両に搭載される場合等では、エンジンの振動の周波数に共振することが生じ得る。中性線が共振すると、接続点が剥がれる恐れもあり、また、回転電機の動作が不安定になることが生じ得る。
本発明の目的は、各相巻線のそれぞれから引き出された一端の間を各相巻線とは別体の中性線で接続する構造の共振を防ぎ、固定信頼性を確保できる回転電機ステータを提供することである。
本発明に係る回転電機ステータは、外周側のヨーク部、及び内周側の周方向に沿って複数配置される巻線挿入用のスロットを有するステータコアと、ステータコアの複数のスロットに渡って予め定めた巻回方法で複数回巻回され、それぞれの一端が中性点接続部として、ステータコアの軸方向端部に引き出される各相巻線と、異なる相の相巻線における中性点接続部の間を接続し、各相巻線とは別体の中性線と、中性線が接続される各相巻線とこれに隣接する各相巻線との間を固定する固定手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る回転電機ステータにおいて、固定手段は、中性線に接続される各相巻線とこれに隣接する各相巻線の間に設けても下方に流れ落ちない高粘度接着剤であることが好ましい。
また、本発明に係る回転電機ステータにおいて、固定手段は、室温では固体状態で加熱によって流動化するタブレット接着剤であることが好ましい。
また、本発明に係る回転電機ステータにおいて、固定手段は、中性線に接続される各相巻線とこれに隣接する各相巻線の間に滴下すると流れ落ちる低粘度接着剤と、中性線とこれに隣接する各相巻線の間に配置された布状チューブで構成され、布状チューブに低粘度粘度接着剤が含浸されていることが好ましい。
また、本発明に係る回転電機ステータにおいて、固定手段は、中性線に接続される各相巻線とこれに隣接する各相巻線の間に挿入され、室温では固体状態で加熱により溶融し硬化するシート部材であることが好ましい。
上記構成の回転電機ステータにおいて、各相巻線とは別体の中性線に接続される各相巻線が隣接する各相巻線に固定手段で固定される。隣接する各相巻線はステータコアに巻回され、それ自身の固有振動数は、宙に浮いた状態の中性線の部分の共振周波数よりもはるかに高い周波数である。これに中性線が接続される各相巻線が固定されるので、各相巻線のそれぞれから引き出された一端の間を各相巻線とは別体の中性線で接続する構造の共振周波数を高くできる。これにより、エンジン等との共振を防ぎ、中性線の安定した固定信頼性を得ることができる。
また、回転電機ステータにおいて、中性線に接続される各相巻線とこれに隣接する各相巻線の間に設けても下方に流れ落ちない高粘度接着剤を固定手段に用いるので、所定の箇所を的確に固定できる。
また、回転電機ステータにおいて、室温では固体状態で加熱によって流動化するタブレット接着剤を固定手段に用いる。固体のタブレット接着剤は流動体の接着剤よりも取り扱いが容易で、所定の箇所に的確に配置できる。
また、回転電機ステータにおいて、中性線に接続される各相巻線とこれに隣接する各相巻線の間に滴下すると流れ落ちる低粘度接着剤と、中性線に接続される各相巻線とこれに隣接する各相巻線の間に配置された布状チューブで構成され、布状チューブに低粘度粘度接着剤が含浸されているものを固定手段に用いる。これにより、回転電機の組立等に用いられる低粘度のワニスをそのまま使用しながら、所定の箇所を的確に固定でき、各相巻線とは別体の中性線で接続する構造の共振周波数を高くすることが可能となる。
また、回転電機ステータにおいて、中性線に接続される各相巻線とこれに隣接する各相巻線の間に挿入され、室温では固体状態で加熱により溶融し硬化するシート部材を固定手段に用いる。固体であるシート部材は流動体である接着剤よりも取扱いが容易であるので、所定の箇所に的確に配置できる。
本発明に係る実施の形態における回転電機ステータにおいて中性線の配置を示す図である。 本発明に係る実施の形態における回転電機ステータにおいて、各相巻線と中性線の関係を示す図である。 本発明に係る実施の形態における回転電機ステータにおいて、各相巻線からそれぞれ引き出される中性点接続部の間が中性線で接続されることを示す図である。 図3を抜き出して、各相巻線の中性点接続部と、中性線の絶縁皮膜剥離部との間の接続関係を示す詳細図である。 本発明に係る実施の形態における回転電機ステータにおいて、中性線の部分の振動の共振周波数を高くする固定手段の配置位置を示す図である。 図5の部分拡大図で、固定手段の例を示す図である。 図5の部分拡大図で、図6とは別の固定手段を示す図である。 図5の部分拡大図で、図6,7とは別の固定手段の例を示す図である。 図5の部分拡大図で、図6〜8とは別の固定手段の例を示す図である。
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、各相巻線の巻回方法は分布巻とし、各相巻線は複数の導体セグメントで構成されるとし、導体セグメントは絶縁皮膜付き平角線が用いられるとして述べるが、これは説明のための例示であって、各相巻線がステータコアに巻回され、それぞれの一端が中性線接続用に引き出される構成であれば、他の構成であってもよい。例えば、円形断面や楕円断面の巻線がステータコアに巻回される構成であっても構わない。
以下で述べる寸法、形状、材質等は説明のための例示であって、回転電機ステータの仕様に応じ適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図1は、回転電機ステータ10を示す図である。以下では、回転電機ステータ10を単にステータ10と呼ぶ。ステータ10が用いられる回転電機は、車両が力行するときは電動機として機能し、車両が制動時にあるときは発電機として機能するモータ・ジェネレータで、三相回転電機である。回転電機は、図1に示されるステータ10と、ステータ10の内周側に所定の隙間を隔てて配置されるロータとで構成される。図1には、ステータ10の周方向θ、径方向R、軸方向Zを示した。周方向θは図1で時計回り方向が+θ方向で反時計回り方向−θ方向であり、径方向Rは外周側へ向かう方向が+R方向で内周側に向かう方向が−R方向で、軸方向Zは図1の上方に向かう方向が+Z方向で下方に向かう方向が−Z方向である。
ステータ10は、ステータコア12と、ステータコア12に巻回される各相巻線20と、中性線50を含んで構成される。
ステータコア12は、円環状の磁性体部品で、外周側のヨーク部13、及び内周側の周方向に沿って複数配置される巻線挿入用のスロット14を有する。かかるステータコア12は、スロット14を含んで所定の形状に成形された円環状の磁性体薄板11を複数積層したものが用いられる。磁性体薄板11としては、電磁鋼板を用いることができる。磁性体薄板11の積層体に代えて、磁性粉末を所定の形状に一体化成形したものを用いることもできる。
各相巻線20は、ステータコア12に所定の分布巻の巻回方法で巻回される三相巻線である。三相回転電機のステータ10には、U相巻線22,23、V相巻線24,25、W相巻線26,27の各相巻線が巻回される。分布巻における各相巻線20は、ステータコア12の内周側の周方向に沿って複数設けられるスロット14の中で、予め定められるスロット間隔だけ離れた2つのスロットの間に跨って巻回される。図1には、U相巻線22,23が巻回されるスロットにUを付し、V相巻線24,25が巻回されるスロットにVを付し、W相巻線26,27が巻回されるスロットにWを付して示した。
図1の例では、複数のスロット14について、所定のスロット間隔として6スロット間隔だけ離れて同じ相となるように各相用のスロット14が配置される。6スロット間隔であるので、三相の場合、ステータコア12の周方向に沿ったスロット14の配列は、時計回りに、U相巻線23用のスロット、U相巻線22用のスロット、W相巻線27用のスロット、W相巻線26用のスロット、V相巻線25用のスロット、U相巻線24用のスロットの順で、これを配置の単位として繰り返される。図1の各相巻線20において付した○印については、後述の図5において説明する。
各相巻線20は、ステータコア12の他方側の軸方向端部17から複数の導体セグメントを6スロット間隔だけ離れた2つのスロット14に跨って挿入し、ステータコア12の一方側の軸方向端部16に突き出した導体の先端部を所定のコイル巻回方法に従って順次接合して周方向に沿って巻回し、これを繰り返して所定の巻数とする。
所定のスロット間隔だけ離れた2つのスロットに跨って挿入される導体セグメントのそれぞれは、1本の絶縁皮膜付き導体を略U字形または略V字形に成形されたものである。略U字形とは、真直ぐに延びた2つの脚部と、2つの脚部を所定の脚部間隔となるように離しながら連結している折り曲げ部を有する形状である。導体セグメントの所定の脚部間隔は、所定のスロット間隔である6スロット間隔に設定される。
かかる導体セグメントに用いられる絶縁皮膜付きの導体としては、断面が矩形形状の平角線を用いる。平角線を用いることで、スロット14内のコイル占積率の向上を図ることができる。絶縁皮膜付き導体は、素線の外周に絶縁皮膜を被覆したものである。素線としては、銅線、銅錫合金線、銀メッキ銅錫合金線等を用いることができる。絶縁皮膜としては、ポリアミドイミドのエナメル皮膜が用いられる。これに代えて、ポリエステルイミド、ポリイミド、ポリエステル、ホルマール等の皮膜を用いてもよい。
導体セグメントは、ステータコア12の他方側の軸方向端部17に折り曲げ部が来るようにして、2つの脚部をステータコア12の他方側の軸方向端部17から一方側の軸方向端部16に向かって6スロット間隔だけ離れた2つのスロット14に挿入する。一方側の軸方向端部16の側に突き出した2本の脚部は、一方側の軸方向端部16の側で所定の形状に折り曲げられ、隣接する同相の他の導体セグメントの脚部に溶接される。同相についてこれを繰り返し、ステータコア12の周方向に沿って所定の巻数になるまで巻回が行われる。
ステータコア12の一方側の軸方向端部16には、複数の導体セグメントのそれぞれの脚部が順次接続された部分が突出し、コイルエンド28を形成する。他方側の軸方向端部17には、複数の導体セグメントのそれぞれの折り曲げ部が突出し、コイルエンド29を形成する。
図1では、U相について、ステータコア12に5周分巻回したものがU相巻線22として示される。5周分巻回すると1つのスロット14の外周側から内周側までの長さ一杯に巻き切るので、次に1スロット分ずらして、さらに5周分巻回する。図1では、U相巻線22に続けて1スロットずらして後半の5周分巻回したものをU相巻線23で示した。U相巻線22,23は別々のU相巻線ではなく、全体で巻数=10のU相巻線の前半の5周分と、これよりもスロット分ずらして巻回を続けた後半の5周分とに相当する。V相巻線24,25と、W相巻線26,27も同様である。巻数=5,10は例示であって、これ以外の巻数であってもよい。
上記の例で巻数=10の各相巻線の一方端は、図示されていないインバータ等の回転電機駆動回路の各相動力線に接続するための回路側接続部で、他方端は、中性点を形成するための中性点接続部である。以下では、U相巻線22とV相巻線24とW相巻線26の端部に中性点接続部が設けられ、U相巻線23とV相巻線25とW相巻線27の端部に回路側接続部が設けられるものとする。回路側接続部と中性点接続部には、溶接接続のために絶縁皮膜の剥離処理が行われる。回路側接続部も中性点接続部も、中性点接続部に接続される中性線50も、ステータコア12の一方側の軸方向端部16に突き出るコイルエンド28の側に設けられる。Z方向における+Z方向側とは、ステータコア12において、コイルエンド28の側であり、中性線50が接続される側である。
図2に、ステータ10において、U相巻線22の中性点接続部42、U相巻線23の回路側接続部32、V相巻線24の中性点接続部44、V相巻線25の回路側接続部34、W相巻線26の中性点接続部46、W相巻線27の回路側接続部36と、中性線50との関係を示す。
中性線50は、各相巻線20と同じ絶縁皮膜付き平角線を所定の形状に成形したものである。中性線50は、U相巻線22の中性点接続部42とV相巻線24の中性点接続部44とを接続するUV接続線52と、V相巻線24の中性点接続部44とW相巻線26の中性点接続部46とを接続するVW接続線54とを有する。
UV接続線52は、その両端側に絶縁皮膜が剥離された絶縁皮膜剥離部62,64を有し、絶縁皮膜剥離部62はU相巻線22の中性点接続部42と接続され、絶縁皮膜剥離部64はV相巻線24の中性点接続部44と接続される。VW接続線54は、その両端側に絶縁皮膜が剥離された絶縁皮膜剥離部65,66を有し、絶縁皮膜剥離部65はV相巻線24の中性点接続部44と接続され、絶縁皮膜剥離部66はW相巻線26の中性点接続部46と接続される。
各相巻線20における回路側接続部、中性点接続部の絶縁皮膜剥離長さと、中性線50の絶縁皮膜剥離部62,64,65,66の(絶縁皮膜剥離)長さは、同じ長さである。一例を挙げると平角線の長辺の長さの1〜数倍の長さに設定される。例えば、平角線の長辺の長さを約1mmとして、絶縁皮膜剥離長さは1〜数mmに設定される。溶接接続は、溶接対象の2端子の周辺を不活性ガス雰囲気とし、溶接対象を接地電位とし、溶接対象に近づけるタングステン電極と接地電位との間に所定の高電圧パルスを印加して、溶接対象を高温化して溶接を行うTIG(Tungsten Inert Gas)溶接が用いられる。
図3は、図1から中性線50に接続されるU相巻線22、V相巻線24、W相巻線26を抜き出して示す図である。図4は、図3からステータコア12、スロット14を省略して、中性線50と、中性線50に接続されるU相巻線22、V相巻線24、W相巻線26を示す図である。
図4に示されるように、UV接続線52の絶縁皮膜剥離部62はU相巻線22の中性点接続部42と接続され、絶縁皮膜剥離部64はV相巻線24の中性点接続部44と接続される。VW接続線54の絶縁皮膜剥離部65はV相巻線24の中性点接続部44と接続され、絶縁皮膜剥離部66はW相巻線26の中性点接続部46と接続される。
図4では、UV接続線52とVW接続線54を別の絶縁皮膜付き導体で構成し、V相巻線24の中性点接続部44を挟むようにUV接続線52とVW接続線54を配置した。すなわち、V相巻線24の中性点接続部44の片側側面にUV接続線52の絶縁皮膜剥離部64を配置し、中性点接続部44の反対側の片側側面にVW接続線54の絶縁皮膜剥離部65を配置し、絶縁皮膜剥離部64と中性点接続部44と絶縁皮膜剥離部65の3つをTIG溶接で一体化接続する。
これに代えて、UV接続線52とVW接続線54を1本の絶縁皮膜付き導体で構成し、V相巻線24の中性点接続部44を挟むように1本の絶縁皮膜付き導体を折り曲げ、折り曲げの一方側片側をUV接続線52とし、折り曲げの他方側片側をVW接続線54としてもよい。この場合には、その折り返し構造のために、折り返しにおける絶縁皮膜剥離長さは、図4の(絶縁皮膜剥離部64の長さ+絶縁皮膜剥離部65の長さ)となり、他の箇所の絶縁皮膜剥離長さの2倍になる。
図1,3,4における温度センサ60は、各相巻線20の温度を推定するために、中性線50に設けられる中性線温度検出手段である。
図4に示されるように、中性線50は、各相巻線20のそれぞれから引き出されたU相巻線22の中性点接続部42、V相巻線24の中性点接続部44、W相巻線26の中性点接続部46の間に宙に浮いた状態で接続配置される。中性点接続部42,44,46は、導体セグメントの自由端であるので、2つの自由端の間に中性線50が宙に浮いた状態で接続配置される。この宙に浮いた状態で接続される中性線50の部分の共振周波数は、ステータコア12の振動についての固有周波数やステータコア12に巻回される各相巻線20の集合体の振動についての固有周波数よりも低い周波数となる。
エンジンと回転電機とが搭載されるハイブリッド車両では、一例を挙げると、ステータコア12の振動についての固有周波数やステータコア12に巻回される各相巻線20の集合体の振動についての固有周波数は、約500〜1000kHzである。これに対し、図4の構造の宙に浮いた状態の中性線50の部分の共振周波数は、約200kHz以下である。ハイブリッド車両において4気筒エンジンの最大回転数が5000rpmのときの点火爆発による振動の2次周波数は375kHzであるので、図4の宙に浮いた状態の中性線50の部分は、エンジンの点火爆発の振動の2次周波数において共振する。
図5は、ステータコア12に巻回される各相巻線20の集合体の振動の固有周波数が高いので、これに中性線50を固定する固定手段70を設け、中性線50の部分の共振周波数を高める構造を示す図である。図5は、図4に加え、U相巻線22、V相巻線24、W相巻線26からそれぞれと1スロットずらして巻回されるU相巻線23、V相巻線25、W相巻線27が示される。なお、図5で示されるU相巻線22,23、V相巻線24,25、W相巻線26,27に対応する各相巻線20について、図1において丸印を付した。
固定手段70は、中性線50がステータコア12に巻回される各相巻線群のコイルエンド28に固定されるような位置に設けられることが好ましい。中性線50が直接接続されるU相巻線22、V相巻線24、W相巻線26は、中性線50の絶縁皮膜剥離部62,64,65,66と既に溶接されているので、中性線50のUV接続線52にU相巻線22とV相巻線24を接続しても溶接の補強となるだけであり、同様に、中性線50のVW接続線54にV相巻線24とW相巻線26を接続しても溶接の補強となるだけであり、中性線50の部分の共振周波数の向上への寄与は少ない。そこで、中性線50が接続されるU相巻線22とこれに隣接するU相巻線23との間と、中性線50が接続されるV相巻線24とこれに隣接するV相巻線25の間と、中性線50が接続されるW相巻線26とこれに隣接するV相巻線27の間とを固定手段70によって固定する。この3つの固定手段70を区別して、図5では接着固定部72,74,76として示した。
図5の例では、中性線50のUV接続線52の一方端である絶縁皮膜剥離部62が溶接される中性点接続部42が先端となるU相巻線22と、これに隣接するU相巻線23とを接着固定部72で固定する。これにより、U相巻線22から引き出され自由端であった中性点接続部42は、その根元でステータコア12に巻回される各相巻線群のコイルエンド28に固定され、中性点接続部42に接続される中性線50が共振によって振動することをしっかり抑制する。このように、接着固定部72は、U相巻線22を介して固有振動数の高いコイルエンド28に中性線50を固定する。
同様に、中性線50のUV接続線52の他方端である絶縁皮膜剥離部64、および中性線50のVW接続線54の一方端である絶縁皮膜剥離部65によって挟まれて溶接される中性点接続部44が先端となるV相巻線24と、これに隣接するV相巻線25とが接着固定部74によって固定される。また、中性線50のVW接続線54の他方端である絶縁皮膜剥離部66に溶接される中性点接続部46が先端となるW相巻線26と、これに隣接するW相巻線27とが接着固定部76によって固定される。
このように、接着固定部72,74,76からなる固定手段70によって、固有周波数の高いコイルエンド28に、中性線50が固定され、中性線50の部分の共振周波数が高くなり、約400kHz以上とすることができ、エンジンの爆発点火による375kHzの周波数で共振することがなくなる。
図6から図9は、固定手段70の内容を示す図である。固定手段70を構成する3つの接着固定部72,74,76は、ステータコア12に対する位置が異なるだけで、その内容は同じなので、以下では、接着固定部76について述べる。
図6は、接着固定部76として高粘度接着剤80を用いる例を示す図である。高粘度接着剤80とは、隣接するW相巻線26,27の間に設けても下部に流れ落ちない程度の高粘度を有する接着剤である。例えば、接続部に塗布して用いられる2液混合型のエポキシ系樹脂等を高粘度接着剤80として用いることができる。高粘度接着剤80は流動性があまりなく、取扱いが便利で、所定の接着箇所に的確に配置できる。高粘度接着剤80は、硬化時間を経過すると固化して、隣接するW相巻線26,27の間をしっかりと固定接続する。
図7は、接着固定部76として、室温では固体状態であるが加熱によって流動化するタブレット接着剤82を用いる例を示す図である。タブレット接着剤82としては、約100℃以上で溶融し、約150℃を超える温度で硬化する樹脂をタブレット状に成形したものを用いることができる。硬化条件として、例えば約170℃で20分程度となる樹脂を用いることがよい。タブレット接着剤82は常温では固体なので取扱い易く、隣接するU相巻線26,27の間の隙間等の所定の接着箇所に的確に配置できる。その後加熱して溶融させ、さらに硬化条件の温度に保持することで、固化した接着部83となり、隣接するW相巻線26,27の間をしっかりと固定接続する。
図8は、接着固定部76として、隣接する各相巻線の間に配置された布状チューブ84とこれに含浸された低粘度接着剤85を用いる例を示す図である。布状チューブ84は網目を有するチューブで、隣接するW相巻線26,27の間に配置される。図8の例では、W相巻線26の周囲を覆って嵌め込まれ、W相巻線27に接するように配置される。W相巻線27に嵌め込まれてもよく、W相巻線26,27の両方に嵌め込まれてもよい。かかる布状チューブ84としては、筒状の不織布を用いることができる。布状チューブ84を用いることで、隣接するW相巻線26,27の間に低粘度接着剤85を滴下しても布状チューブ84に吸い込まれて、流れ落ちることがない。予め低粘度接着剤85を含浸させた布状チューブ84をW相巻線26に嵌め込むようにしてもよい。含浸された低粘度の接着剤は硬化時間を経過することで固化し、隣接するW相巻線26,27の間をしっかりと固定接続する。低粘度の接着剤としては、ステータ10の組立てに用いられるワニス等を用いることができる。
図9は、接着固定部76として、室温では固体状態で加熱により溶融し硬化するシート部材86を用いる例を示す図である。シート部材86は、図7で説明したタブレット接着剤82が小円板状の外形を有するのに対し、薄いシート状の外形を有する。シート部材86としては、タブレット接着剤82と同様に、約100℃以上で溶融し、約150℃を超える温度で硬化する樹脂をシート状に成形したものを用いることができる。硬化条件として、例えば約170℃で20分程度となる樹脂を用いることがよい。シート部材86は常温では固体であるので取扱い易く、隣接するU相巻線26,27の間の隙間等の所定の接着箇所に的確に配置できる。その後加熱して溶融させ、さらに硬化条件の温度に保持することで固化して、隣接するW相巻線26,27の間をしっかりと固定接続する。
10 (回転電機)ステータ、11 磁性体薄板、12 ステータコア、13 ヨーク部、14 スロット、16,17 軸方向端部、20 各相巻線、22,23 U相巻線、24,25 V相巻線、26,27 W相巻線、28,29 コイルエンド、32,34,36 回路側接続部、42,44,46 中性点接続部、50 中性線、52 UV接続線、54 VW接続線、60 温度センサ、62,64,65,66 絶縁皮膜剥離部、70 固定手段、72,74,76 接着固定部、80 高粘度接着剤、82 タブレット接着剤、83 接着部、84 布状チューブ、85 低粘度接着剤、86 シート部材。

Claims (5)

  1. 外周側のヨーク部、及び内周側の周方向に沿って複数配置される巻線挿入用のスロットを有するステータコアと、
    ステータコアの複数のスロットに渡って予め定めた巻回方法で複数回巻回され、それぞれの一端が中性点接続部として、ステータコアの軸方向端部に引き出される各相巻線と、
    異なる相の相巻線における中性点接続部の間を接続し、各相巻線とは別体の中性線と、
    中性線が接続される各相巻線とこれに隣接する各相巻線との間を固定する固定手段と、
    を備えることを特徴とする回転電機ステータ。
  2. 請求項1に記載の回転電機ステータにおいて、
    固定手段は、中性線に接続される各相巻線とこれに隣接する各相巻線の間に設けても下方に流れ落ちない高粘度接着剤であることを特徴とする回転電機ステータ。
  3. 請求項1に記載の回転電機ステータにおいて、
    固定手段は、室温では固体状態で加熱によって流動化するタブレット接着剤であることを特徴とする回転電機ステータ。
  4. 請求項1に記載の回転電機ステータにおいて、
    固定手段は、中性線に接続される各相巻線とこれに隣接する各相巻線の間に滴下すると流れ落ちる低粘度接着剤と、中性線とこれに隣接する各相巻線の間に配置された布状チューブで構成され、布状チューブに低粘度粘度接着剤が含浸されていることを特徴とする回転電機ステータ。
  5. 請求項1に記載の回転電機ステータにおいて、
    固定手段は、中性線に接続される各相巻線とこれに隣接する各相巻線の間に挿入され、室温では固体状態で加熱により溶融し硬化するシート部材であることを特徴とする回転電機ステータ。
JP2014135599A 2014-07-01 2014-07-01 回転電機ステータ Active JP6290731B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014135599A JP6290731B2 (ja) 2014-07-01 2014-07-01 回転電機ステータ
US14/755,611 US10122234B2 (en) 2014-07-01 2015-06-30 Stator for rotary electric machine
EP15174500.7A EP2963786B1 (en) 2014-07-01 2015-06-30 Stator for rotary electric machine
CN201510378346.XA CN105322683B (zh) 2014-07-01 2015-07-01 用于旋转电机的定子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014135599A JP6290731B2 (ja) 2014-07-01 2014-07-01 回転電機ステータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016015797A true JP2016015797A (ja) 2016-01-28
JP6290731B2 JP6290731B2 (ja) 2018-03-07

Family

ID=53524604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014135599A Active JP6290731B2 (ja) 2014-07-01 2014-07-01 回転電機ステータ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10122234B2 (ja)
EP (1) EP2963786B1 (ja)
JP (1) JP6290731B2 (ja)
CN (1) CN105322683B (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018216107A1 (ja) * 2017-05-23 2018-11-29 三菱電機株式会社 回転電機
JP2019115178A (ja) * 2017-12-25 2019-07-11 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ステータおよびステータの製造方法
JP2019115170A (ja) * 2017-12-22 2019-07-11 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ステータおよびステータの製造方法
JP7571747B2 (ja) 2022-02-18 2024-10-23 トヨタ自動車株式会社 回転電機のステータ

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6070665B2 (ja) * 2014-09-30 2017-02-01 トヨタ自動車株式会社 回転電機ステータ
JP6137117B2 (ja) * 2014-10-28 2017-05-31 トヨタ自動車株式会社 固定子巻線の接続端部絶縁方法
DE112016000369T5 (de) * 2015-03-31 2017-09-28 Aisin Aw Co., Ltd. Stator
KR102342560B1 (ko) 2017-04-19 2021-12-23 엘지마그나 이파워트레인 주식회사 회전전기기기의 스테이터
KR102342561B1 (ko) 2017-04-19 2021-12-23 엘지마그나 이파워트레인 주식회사 회전전기기기의 스테이터
JP6848792B2 (ja) * 2017-09-28 2021-03-24 トヨタ自動車株式会社 回転電機ステータ、及び、その製造方法
CN109586455B (zh) * 2017-09-29 2021-11-12 比亚迪股份有限公司 定子组件和具有其的电机和车辆
DE102017218473A1 (de) * 2017-10-16 2019-04-18 Robert Bosch Gmbh Stator einer elektrischen Maschine
JP6927324B2 (ja) 2017-11-30 2021-08-25 株式会社アイシン 電機子の製造方法
JP6974206B2 (ja) * 2018-02-13 2021-12-01 トヨタ自動車株式会社 ステータの製造方法、および曲げ加工装置
DE102018208385A1 (de) 2018-05-28 2019-11-28 Zf Friedrichshafen Ag Stator einer elektrischen Maschine mit einer Anordnung zur Temperaturerfassung und elektrische Maschine mit einem solchen Stator
DE102018208384A1 (de) * 2018-05-28 2019-11-28 Zf Friedrichshafen Ag Stator einer elektrischen Maschine mit einem Temperatursensor und elektrische Maschine mit einem solchen Stator
WO2020095609A1 (ja) * 2018-11-09 2020-05-14 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電機子および電機子の製造方法
EP3748814A1 (de) * 2019-06-07 2020-12-09 Siemens Aktiengesellschaft Stator für eine rotierende elektrische maschine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08107646A (ja) * 1994-10-04 1996-04-23 Meidensha Corp 回転電機のコイルエンド支持構造
JP2006204068A (ja) * 2005-01-24 2006-08-03 Mitsui High Tec Inc 永久磁石の樹脂封止方法
JP4593291B2 (ja) * 2003-04-28 2010-12-08 三菱電機株式会社 回転電機の固定子の製造方法
JP2011217524A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Sinfonia Technology Co Ltd 回転機
JP2013121183A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Toyota Motor Corp 回転電機

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4367425A (en) * 1981-06-01 1983-01-04 Westinghouse Electric Corp. Impregnated high voltage spacers for use with resin filled hose bracing systems
US5508571A (en) * 1994-12-12 1996-04-16 General Motors Corporation Neutral connection for wire wound stator
JP3508650B2 (ja) * 1998-11-25 2004-03-22 株式会社デンソー 回転電機の固定子
JP3807401B2 (ja) 1998-11-25 2006-08-09 株式会社デンソー 回転電機の固定子
JP2001286082A (ja) * 2000-04-03 2001-10-12 Mitsubishi Electric Corp 交流発電機の固定子
JP3964116B2 (ja) * 2000-09-12 2007-08-22 三菱電機株式会社 回転電機の固定子
JP3752431B2 (ja) * 2001-02-28 2006-03-08 株式会社日立製作所 回転電機及びその製造方法
KR20060034595A (ko) 2004-10-19 2006-04-24 삼성전자주식회사 모터, 모터의 중성선 체결부 및 그 체결 방법
JP2008125170A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Toyota Motor Corp 回転電機およびそのリード線端末の処理方法
JP2012029355A (ja) * 2010-07-20 2012-02-09 Denso Corp 回転電機の固定子
JP2012031808A (ja) * 2010-08-02 2012-02-16 Denso Corp 燃料ポンプ
DE112013004301T5 (de) 2012-08-31 2015-05-21 Mitsubishi Electric Corporation Drehende elektrische Maschine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08107646A (ja) * 1994-10-04 1996-04-23 Meidensha Corp 回転電機のコイルエンド支持構造
JP4593291B2 (ja) * 2003-04-28 2010-12-08 三菱電機株式会社 回転電機の固定子の製造方法
JP2006204068A (ja) * 2005-01-24 2006-08-03 Mitsui High Tec Inc 永久磁石の樹脂封止方法
JP2011217524A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Sinfonia Technology Co Ltd 回転機
JP2013121183A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Toyota Motor Corp 回転電機

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018216107A1 (ja) * 2017-05-23 2018-11-29 三菱電機株式会社 回転電機
JPWO2018216107A1 (ja) * 2017-05-23 2019-11-07 三菱電機株式会社 回転電機
JP2019115170A (ja) * 2017-12-22 2019-07-11 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ステータおよびステータの製造方法
JP7031291B2 (ja) 2017-12-22 2022-03-08 株式会社アイシン ステータおよびステータの製造方法
JP2019115178A (ja) * 2017-12-25 2019-07-11 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ステータおよびステータの製造方法
JP7031292B2 (ja) 2017-12-25 2022-03-08 株式会社アイシン ステータおよびステータの製造方法
JP7571747B2 (ja) 2022-02-18 2024-10-23 トヨタ自動車株式会社 回転電機のステータ

Also Published As

Publication number Publication date
EP2963786B1 (en) 2017-07-26
CN105322683A (zh) 2016-02-10
CN105322683B (zh) 2018-08-28
US20160006314A1 (en) 2016-01-07
JP6290731B2 (ja) 2018-03-07
EP2963786A2 (en) 2016-01-06
EP2963786A3 (en) 2016-01-20
US10122234B2 (en) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6290731B2 (ja) 回転電機ステータ
JP6276122B2 (ja) 回転電機ステータ
JP6122148B2 (ja) 回転電機
CN105850011B (zh) 旋转电机
JP2012135176A (ja) バスバー装置、ステータ、ブラシレスモータ及びバスバー装置の製造方法
JP2007282487A (ja) 波巻電機子
JP6281499B2 (ja) 回転電機用ステータ
JP5935716B2 (ja) 回転電機の固定子
JP6443303B2 (ja) 回転電機ステータ
JP2017028831A (ja) 回転電機ステータ
US20210167657A1 (en) Armature
JP7107663B2 (ja) 回転電機のステータ
JP2006187164A (ja) 回転電機
JP2017153198A (ja) 回転電機
JP2019187179A (ja) 回転電機の固定子およびその製造方法
JP2012157225A (ja) 絶縁部材およびステータ
EP2398131A2 (en) Wiring component of rotating electrical machine for vehicle
JP6852639B2 (ja) ステータ
CN110571965B (zh) 旋转电机及其制造方法
JP6878916B2 (ja) 回転電機のステータ
JP6926893B2 (ja) 回転電機
JP2020028140A (ja) 電機子及び電機子の製造方法
JP7424538B2 (ja) 電機子巻線、及びその製造方法
JP6654552B2 (ja) 接合装置
JP2020005356A (ja) 回転電機の固定子および回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160915

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170607

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170613

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170810

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180116

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180208

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6290731

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250