JP2018137959A - ステータおよびコイル固定具 - Google Patents
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Abstract
【課題】組み立て時の生産性の向上を図ることができるステータを提供する。【解決手段】ステータは、複数の分割コア部5を環状に配置して形成されるステータコア7を備えるステータであって、分割コア部5は、分割鉄心11と、分割鉄心11の一部を囲むインシュレータ13と、インシュレータ13を介して分割鉄心11に巻回される巻回部コイルと、巻回部コイルの端部であって、周方向に引き回される引き回し部コイル17bと、径方向における外側に向く面において引き回し部コイル17bと接し周方向に延在する支持壁部31,41,51,61、および支持壁部31,41,51,61に接する引き回し部コイル17bに下側から対向し周方向に延在する案内壁部33,43,53,63を有し、軸方向に積載可能な複数のコイル固定具30,40,50,60と、を備える。【選択図】図5
Description
本発明は、ステータおよびコイル固定具に関するものである。
従来、回転電機に組み込まれるステータは、分割鉄心と、分割鉄心の一部を囲むインシュレータと、インシュレータを介して分割鉄心に巻回されるコイル導線と、を有する分割コアを環状に配置して形成されている(例えば特許文献1参照)。
特許文献1には、インシュレータにおけるステータコアの外周面の箇所に、ステータコアの周方向に沿って延在し、且つ、コイル導線の端部が引き回される導線端部保持溝がそれぞれ形成され、各導線端部保持溝の壁部に、導線端部保持溝の幅方向に凸部がそれぞれ形成されているステータが記載されている。
しかしながら、従来のステータでは、コイル導線を導線保持溝に挿入する際に凸部が邪魔となり、コイル導線を導線保持溝に収納する作業性が低下する。したがって、従来技術のステータにあっては、組み立て時の生産性の向上を図るという課題がある。
そこで本発明は、組み立て時の生産性の向上を図ることができるステータおよびコイル固定具を提供するものである。
本発明のステータ(例えば実施形態におけるステータ1,201)は、複数の分割コア部(例えば実施形態における分割コア部5)を環状に配置して形成されるステータコア(例えば実施形態におけるステータコア7)を備えるステータであって、前記分割コア部は、分割鉄心(例えば実施形態における分割鉄心11)と、前記分割鉄心の一部を囲むインシュレータ(例えば実施形態におけるインシュレータ13)と、前記インシュレータを介して前記分割鉄心に巻回される巻回部コイル(例えば実施形態における巻回部コイル17a)と、前記巻回部コイルの端部であって、前記ステータコアの周方向に引き回される引き回し部コイル(例えば実施形態における引き回し部コイル17b)と、前記ステータコアの径方向における外側に向く面において前記引き回し部コイルと接し前記周方向に延在する第1壁部(例えば実施形態における下側支持壁部31、第1中間支持壁部41、第2中間支持壁部51、上側支持壁部61)、および前記第1壁部に接する前記引き回し部コイルに前記ステータコアの軸方向の一方側から対向し前記周方向に延在する第2壁部(例えば実施形態における下側案内壁部33、第1中間案内壁部43、第2中間案内壁部53、上側案内壁部63)を有し、前記軸方向に積載可能な複数のコイル固定具(例えば実施形態における下側コイル固定具30、第1中間コイル固定具40,140,240、第2中間コイル固定具50,150,250、上側コイル固定具60,160,260)と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、一のコイル固定具の第1壁部における径方向の外側に向く面に接するように引き回し部コイルを配置し、一のコイル固定具の第2壁部を引き回し部コイルに軸方向の一方側から対向させた状態で、他のコイル固定具を一のコイル固定具の軸方向の他方側に積載すると、一のコイル固定具の第1壁部および第2壁部、並びに他のコイル固定具の第2壁部に囲まれた部分に引き回し部コイルを収納することができる。これにより、引き回し部コイルを導線保持溝に挿入する従来技術と比較して、複数のコイル固定具が積載されることにより形成された部品に引き回し部コイルを容易に収納することができる。したがって、ステータの組み立て時の生産性の向上を図ることができる。
上記のステータにおいて、前記複数のコイル固定具は、第1の前記コイル固定具(例えば実施形態における下側コイル固定具30)と、前記第1のコイル固定具に積載可能な第2の前記コイル固定具(例えば実施形態における第1中間コイル固定具40)と、を備え、前記第1のコイル固定具は、前記インシュレータと一体的に形成され、前記第1のコイル固定具の前記第2壁部と、前記第2のコイル固定具の前記第2壁部と、の間には、前記第1のコイル固定具の前記第1壁部に接する前記引き回し部コイルを収納する溝部(例えば実施形態における第1溝部21a)が形成されている、ことが望ましい。
本発明によれば、第1のコイル固定具がインシュレータと一体的に形成されているので、分割鉄心にインシュレータを取り付けることで、第1のコイル固定具の分割鉄心への取り付け、および位置決めも同時に行うことができる。したがって、ステータの組み立て時の生産性のさらなる向上を図ることができる。
また、第1のコイル固定具の第2壁部と、第2のコイル固定具の第2壁部と、の間には、引き回し部コイルを収納する溝部が形成されるので、第1のコイル固定具と第2のコイル固定具とを積載することで、引き回し部コイルを収納する部品を形成できる。
また、第1のコイル固定具の第2壁部と、第2のコイル固定具の第2壁部と、の間には、引き回し部コイルを収納する溝部が形成されるので、第1のコイル固定具と第2のコイル固定具とを積載することで、引き回し部コイルを収納する部品を形成できる。
上記のステータにおいて、一の前記分割コア部が備える前記第2のコイル固定具は、前記一の分割コア部と前記周方向で隣り合う他の分割コア部が備える前記第2のコイル固定具と一体的に形成されている、ことが望ましい。
本発明によれば、一の分割コア部における第1のコイル固定具への第2のコイル固定具の積載と、他の分割コア部における第1のコイル固定具への第2のコイル固定具の積載と、を同時に行うことができる。したがって、ステータの組み立て時の作業工数を削減でき、生産性の向上を図ることができる。
上記のステータにおいて、前記第2壁部には、前記溝部に面する凸部(例えば実施形態における下面凸部22、上面凸部24)が形成されている、ことが望ましい。
本発明によれば、第1のコイル固定具に第2のコイル固定具を積載する際に、溝部に配置される引き回し部コイルを凸部により変形させることができる。これにより、引き回し部コイルには、凸部側への反力(弾性力)が生じるので、引き回し部コイルと凸部との間に摩擦力が生じて、引き回し部コイルを溝部に確実に保持することができる。
しかも、引き回し部コイルは、第1のコイル固定具に第2のコイル固定具を積載することにより溝部に収納されるので、従来技術のように凸部が形成された溝に引き回し部コイルを挿入する場合に生じる凸部と引き回し部コイルとの摺接を抑制できる。これにより、引き回し部コイルの絶縁被膜の剥がれを抑制することができる。
しかも、引き回し部コイルは、第1のコイル固定具に第2のコイル固定具を積載することにより溝部に収納されるので、従来技術のように凸部が形成された溝に引き回し部コイルを挿入する場合に生じる凸部と引き回し部コイルとの摺接を抑制できる。これにより、引き回し部コイルの絶縁被膜の剥がれを抑制することができる。
上記のステータにおいて、前記凸部は、前記径方向に延在し、前記凸部の高さは、前記径方向の内側から外側に向かうに従い高くなっている、ことが望ましい。
本発明によれば、複数の引き回し部コイルが径方向に並んで溝部に収納される場合に、引き回し部コイルに凸部が軸方向で接触することにより第2壁部が撓んでも、径方向の外側に配置された引き回し部コイルに凸部を確実に接触させることができる。よって、引き回し部コイルを溝部に確実に保持することができる。
上記のステータにおいて、前記第2のコイル固定具は、前記第1のコイル固定具側に向けて前記軸方向に突出した脱落防止部(例えば実施形態における脱落防止壁26)を備える、ことが望ましい。
本発明によれば、脱落防止部が第2のコイル固定具から第1のコイル固定具に向けて軸方向に突出しているので、脱落防止部が溝部の開口を狭める。これにより、溝部に収納された引き回し部コイルが軸方向に交差する方向に沿って移動して溝部から脱落することを防止できる。したがって、引き回し部コイルを溝部に確実に保持することができる。
上記のステータにおいて、3個以上の前記コイル固定具を備え、前記軸方向で隣り合う一対の前記コイル固定具の前記第2壁部の間には、前記引き回し部コイルを収納する溝部が形成されている、ことが望ましい。
本発明によれば、溝部が2個以上形成されるので、2相以上の引き回し部コイルを収納することができる。
本発明のコイル固定具(例えば実施形態における下側コイル固定具30、第1中間コイル固定具40,140,240、第2中間コイル固定具50,150,250、上側コイル固定具60,160,260)は、ステータコア(例えば実施形態におけるステータコア7)の鉄心(例えば実施形態における分割鉄心11)に巻回される巻回部コイル(例えば実施形態における巻回部コイル17a)の端部(例えば実施形態における引き回し部コイル17b)を前記ステータコアの周方向に引き回す配線部(例えば実施形態における配線部20,120)を形成するコイル固定具であって、前記ステータコアの径方向における外側に向く面において前記引き回し部コイルと接し前記周方向に延在する第1壁部(例えば実施形態における下側支持壁部31、第1中間支持壁部41、第2中間支持壁部51、上側支持壁部61)と、前記第1壁部に接する前記引き回し部コイルに前記ステータコアの軸方向の一方側から対向し前記周方向に延在する第2壁部(例えば実施形態における下側案内壁部33、第1中間案内壁部43、第2中間案内壁部53、上側案内壁部63)と、を備え、前記軸方向に複数積載されて前記配線部を形成する、ことを特徴とする。
本発明によれば、一のコイル固定具の第1壁部における径方向の外側に向く面に接するように引き回し部コイルを配置し、一のコイル固定具の第2壁部を引き回し部コイルに軸方向の一方側から対向させた状態で、他のコイル固定具を一のコイル固定具の軸方向の他方側に積載すると、一のコイル固定具の第1壁部および第2壁部、並びに他のコイル固定具の第2壁部に囲まれた部分に引き回し部コイルを収納することができる。これにより、引き回し部コイルを導線保持溝に挿入する従来技術と比較して、コイル固定具が積載されることにより形成された部品に引き回し部コイルを容易に収納することができる。したがって、ステータの組み立て時の生産性の向上を図ることができるコイル固定具を提供できる。
本発明によれば、ステータの組み立て時の生産性の向上を図ることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。
図1は、実施形態のステータを軸方向から見た平面図である。
図1に示すように、実施形態のステータ1は、その内部に設けられるロータと組み合わされて回転電機を構成し、例えば、電動機または発電機として用いられる。ステータ1は、3相Y型結線の突極巻のステータであり、中空状のホルダ3と、ホルダ3に設けられた3相の各入力端子U,V,Wと、中性点を形成する中性端子Nと、ホルダ3の円形壁3aに沿って複数(本実施形態では18個)の分割コア部5を環状に配置して形成されるステータコア7と、を備えている。なお、以下の説明では、ステータ1の中心軸に沿う方向を単に軸方向と称するとともに、符号Aを付す。また、ステータ1の中心軸に直交する方向を径方向と称するとともに、符号Rを付す。また、ステータ1の中心軸周りに周回する方向を周方向と称するとともに、符号Pを付す。また、以下の説明では、便宜上、軸方向Aにおける一端側を「上側」、他端側を「下側」という。
図1に示すように、実施形態のステータ1は、その内部に設けられるロータと組み合わされて回転電機を構成し、例えば、電動機または発電機として用いられる。ステータ1は、3相Y型結線の突極巻のステータであり、中空状のホルダ3と、ホルダ3に設けられた3相の各入力端子U,V,Wと、中性点を形成する中性端子Nと、ホルダ3の円形壁3aに沿って複数(本実施形態では18個)の分割コア部5を環状に配置して形成されるステータコア7と、を備えている。なお、以下の説明では、ステータ1の中心軸に沿う方向を単に軸方向と称するとともに、符号Aを付す。また、ステータ1の中心軸に直交する方向を径方向と称するとともに、符号Rを付す。また、ステータ1の中心軸周りに周回する方向を周方向と称するとともに、符号Pを付す。また、以下の説明では、便宜上、軸方向Aにおける一端側を「上側」、他端側を「下側」という。
次に、各分割コア部5のうち、1個の分割コア部5の構成について説明する。なお、各分割コア部5は、それぞれ同様に構成されている。
図2は、実施形態の分割鉄心を軸方向から見た平面図である。図3は、実施形態の分割鉄心に取り付けられたインシュレータを軸方向から見た平面図である。図4は、実施形態の分割コア部を軸方向から見た平面図である。
図2から図4に示すように、分割コア部5は、分割鉄心11と、インシュレータ13と、巻回部コイル17aと、引き回し部コイル17bと、配線部20と、を備えている。
図2は、実施形態の分割鉄心を軸方向から見た平面図である。図3は、実施形態の分割鉄心に取り付けられたインシュレータを軸方向から見た平面図である。図4は、実施形態の分割コア部を軸方向から見た平面図である。
図2から図4に示すように、分割コア部5は、分割鉄心11と、インシュレータ13と、巻回部コイル17aと、引き回し部コイル17bと、配線部20と、を備えている。
図5は、実施形態の分割コア部の斜視図である。なお、図5では、巻回部コイル17aの図示を省略している。
図2および図5に示すように、分割鉄心11は、プレスにより打ち抜いたT字状の電磁鋼板9を複数枚積層して構成される。図2に示すように、分割鉄心11は、周方向Pに沿って延びるヨーク部11aと、ヨーク部11aから径方向Rの内側に向かって延びるティース部11bと、を備える。ヨーク部11aの最外周部は、ステータコア7の外周面を構成している。ティース部11bの径方向Rの内側端部は、ロータ(不図示)に対向する。
図2および図5に示すように、分割鉄心11は、プレスにより打ち抜いたT字状の電磁鋼板9を複数枚積層して構成される。図2に示すように、分割鉄心11は、周方向Pに沿って延びるヨーク部11aと、ヨーク部11aから径方向Rの内側に向かって延びるティース部11bと、を備える。ヨーク部11aの最外周部は、ステータコア7の外周面を構成している。ティース部11bの径方向Rの内側端部は、ロータ(不図示)に対向する。
図3に示すように、インシュレータ13は、分割鉄心11のティース部11bを囲む。インシュレータ13は、樹脂等の電気絶縁材料により形成されている。
図4に示すように、巻回部コイル17aは、インシュレータ13を介して分割鉄心11のティース部11bに巻回されている。巻回部コイル17aの両端部は、引き回し部コイル17bとなっている。巻回部コイル17aおよび引き回し部コイル17bによって、1本のコイル導線17となる。コイル導線17は、断面形状が長方形状の平角線である。
図4に示すように、巻回部コイル17aは、インシュレータ13を介して分割鉄心11のティース部11bに巻回されている。巻回部コイル17aの両端部は、引き回し部コイル17bとなっている。巻回部コイル17aおよび引き回し部コイル17bによって、1本のコイル導線17となる。コイル導線17は、断面形状が長方形状の平角線である。
図5に示すように、配線部20は、分割鉄心11のヨーク部11aの上端面11cに軸方向Aで隣接している。配線部20は、引き回し部コイル17bを周方向Pに沿って各相の入力端子U,V,Wおよび中性端子N(いずれも図1参照)の箇所にまで引き回す。
図6は、実施形態の配線部の分解斜視図である。
図5および図6に示すように、配線部20は、軸方向Aに積載された複数のコイル固定具30,40,50,60により形成されている。複数のコイル固定具30,40,50,60は、樹脂等の電気絶縁材料により形成されている。複数のコイル固定具30,40,50,60は、最も下側に位置する下側コイル固定具30(第1のコイル固定具)と、最も上側に位置する上側コイル固定具60と、下側コイル固定具30と上側コイル固定具60との間に位置する中間コイル固定具40,50と、である。複数のコイル固定具30,40,50,60は、それぞれ軸方向Aから見た外形形状が略同形同大になっている。
図5および図6に示すように、配線部20は、軸方向Aに積載された複数のコイル固定具30,40,50,60により形成されている。複数のコイル固定具30,40,50,60は、樹脂等の電気絶縁材料により形成されている。複数のコイル固定具30,40,50,60は、最も下側に位置する下側コイル固定具30(第1のコイル固定具)と、最も上側に位置する上側コイル固定具60と、下側コイル固定具30と上側コイル固定具60との間に位置する中間コイル固定具40,50と、である。複数のコイル固定具30,40,50,60は、それぞれ軸方向Aから見た外形形状が略同形同大になっている。
下側コイル固定具30は、ヨーク部11aの上端面11c上に設けられている。図6に示すように、下側コイル固定具30は、軸方向Aおよび周方向Pの双方向に延在する下側支持壁部31(第1壁部)と、下側支持壁部31から径方向Rの外側に向かって延びる下側案内壁部33(第2壁部)と、下側支持壁部31の上面から上側に向かって突設された嵌合凸部35と、を備えている。
下側支持壁部31は、径方向Rの外側に向く径外面31aを備えている。径外面31aは、周方向Pに沿うように湾曲した凸曲面状に形成されている。下側支持壁部31の上面および下面は、それぞれ軸方向Aに直交する平面状に形成されている。下側支持壁部31は、下側かつ径方向Rの内側の端縁においてインシュレータ13に接続し、インシュレータ13と一体的に形成されている(図5参照)。
下側案内壁部33は、下側支持壁部31の下端部から径方向Rの外側に向かって突出している。下側案内壁部33は、周方向Pに延在している。下側案内壁部33の下面は、下側支持壁部31の下面と面一になっている。下側案内壁部33の上面は、軸方向Aに直交する平面状に形成されている。下側案内壁部33の上面と、下側支持壁部31の上面と、の軸方向Aにおける距離は、コイル導線17の断面形状における長辺の寸法よりも大きくなっている(図5参照)。
嵌合凸部35は、周方向Pに間隔をあけて一対設けられている。嵌合凸部35は、円柱状に形成されている。嵌合凸部35の上端部は、下側から上側に向かうに従い漸次縮径している。
中間コイル固定具40,50は、複数設けられている。複数の中間コイル固定具40,50は、一対の第1中間コイル固定具40(第2のコイル固定具)と、第2中間コイル固定具50と、である。
第1中間コイル固定具40は、軸方向Aおよび周方向Pの双方向に延在する第1中間支持壁部41(第1壁部)と、第1中間支持壁部41から径方向Rの外側に向かって延びる第1中間案内壁部43(第2壁部)と、第1中間支持壁部41の上面から上側に向かって突設された嵌合凸部45と、を備えている。
第1中間コイル固定具40は、軸方向Aおよび周方向Pの双方向に延在する第1中間支持壁部41(第1壁部)と、第1中間支持壁部41から径方向Rの外側に向かって延びる第1中間案内壁部43(第2壁部)と、第1中間支持壁部41の上面から上側に向かって突設された嵌合凸部45と、を備えている。
第1中間支持壁部41は、後述する嵌合凹部が下面に形成されている点を除き、下側支持壁部31と略同形同大に形成されている。つまり、第1中間支持壁部41は、軸方向Aから見て下側支持壁部31の径外面31aと同じ位置、および同じ形状に形成された径外面41aを備えている。第1中間支持壁部41の下面には、下側コイル固定具30の嵌合凸部35が嵌入される一対の嵌合凹部(不図示)が形成されている。一対の嵌合凹部は、下側コイル固定具30の一対の嵌合凸部35に対応する位置にそれぞれ形成されている。これにより、下側コイル固定具30の嵌合凸部35を第1中間コイル固定具40の嵌合凹部に嵌入させることで、下側コイル固定具30の上側に第1中間コイル固定具40を積載することができる。
第1中間案内壁部43は、第1中間支持壁部41の下端部から径方向Rの外側に向かって突出している。第1中間案内壁部43は、周方向Pに延在する平板状に形成されている。第1中間案内壁部43の下面は、第1中間支持壁部41の下面と面一になっている。第1中間案内壁部43の上面は、軸方向Aに直交する平面状に形成されている。第1中間案内壁部43の上面と、第1中間支持壁部41の上面と、の軸方向Aにおける距離は、下側案内壁部33の上面と下側支持壁部31の上面との軸方向Aにおける距離と同等になっている。
嵌合凸部45は、周方向Pに間隔をあけて一対設けられている。嵌合凸部45は、下側コイル固定具30の嵌合凸部35と略同形同大に形成されている。嵌合凸部45は、下側コイル固定具30の一対の嵌合凸部35と周方向Pおよび径方向Rにおける同じ位置に設けられている。つまり、嵌合凸部45は、第1中間支持壁部41の下面に形成された嵌合凹部と周方向Pにおける同じ位置に設けられている。これにより、一対の第1中間コイル固定具40は、一方の第1中間コイル固定具40の嵌合凸部45を他方の第1中間コイル固定具40の嵌合凹部に嵌入させることで、軸方向Aに積載することができる。
第2中間コイル固定具50は、軸方向Aおよび周方向Pの双方向に延在する第2中間支持壁部51(第1壁部)と、第2中間支持壁部51から径方向Rの外側に向かって延びる第2中間案内壁部53(第2壁部)と、第2中間支持壁部51の上面から上側に向かって突設された嵌合凸部55と、を備えている。
第2中間支持壁部51は、下側支持壁部31と軸方向Aおよび周方向Pにおいて同じ寸法に形成されている。第2中間支持壁部51は、径方向Rの外側に向く径外面51aを備えている。径外面51aは、周方向Pに沿うように湾曲した凸曲面状に形成されている。径外面51aは、下側支持壁部31の径外面31aよりも径方向Rの内側に設けられている。第2中間支持壁部51の上面および下面は、それぞれ軸方向Aに直交する平面状に形成されている。
第2中間支持壁部51の下面には、第1中間コイル固定具40の嵌合凸部45が嵌入される一対の嵌合凹部(不図示)が形成されている。一対の嵌合凹部は、第1中間コイル固定具40の一対の嵌合凸部45に対応する位置にそれぞれ形成されている。これにより、第1中間コイル固定具40の嵌合凸部45を第2中間コイル固定具50の嵌合凹部に嵌入させることで、第1中間コイル固定具40の上側に第2中間コイル固定具50を積載することができる。なお、下側コイル固定具30の嵌合凸部35を第2中間コイル固定具50の嵌合凹部に嵌入させることで、下側コイル固定具30の上側に第2中間コイル固定具50を積載することも可能である。
第2中間案内壁部53は、第2中間支持壁部51の下端部から径方向Rの外側に向かって突出している。第2中間案内壁部53は、周方向Pに延在する平板状に形成されている。第2中間案内壁部53の下面は、第2中間支持壁部51の下面と面一になっている。第2中間案内壁部53の上面は、軸方向Aに直交する平面状に形成されている。第2中間案内壁部53の上面と、第2中間支持壁部51の上面と、の軸方向Aにおける距離は、下側案内壁部33の上面と下側支持壁部31の上面との軸方向Aにおける距離と同等になっている。
嵌合凸部55は、周方向Pに間隔をあけて一対設けられている。嵌合凸部55は、第1中間コイル固定具40の嵌合凸部45と略同形同大に形成されている。嵌合凸部55は、第1中間コイル固定具40の一対の嵌合凸部45と周方向Pおよび径方向Rにおける同じ位置に設けられている。
上側コイル固定具60は、軸方向Aおよび周方向Pの双方向に延在する上側支持壁部61(第1壁部)と、上側支持壁部61から径方向Rの外側に向かって延びる上側案内壁部63(第2壁部)と、を備えている。
上側支持壁部61は、下側支持壁部31と軸方向Aおよび周方向Pにおいて同じ寸法に形成されている。上側支持壁部61は、径方向Rの外側に向く径外面61aを備えている。径外面61aは、周方向Pに沿うように湾曲した凸曲面状に形成されている。径外面61aは、下側支持壁部31の径外面31aよりも径方向Rの内側であって、第2中間支持壁部51の径外面51aよりも径方向Rの外側に設けられている。なお、径外面61aの径方向Rにおける位置は、特に限定されない。上側支持壁部61の上面および下面は、それぞれ軸方向Aに直交する平面状に形成されている。
上側支持壁部61の下面には、第2中間コイル固定具50の嵌合凸部55が嵌入される一対の嵌合凹部(不図示)が形成されている。一対の嵌合凹部は、第2中間コイル固定具50の一対の嵌合凸部55に対応する位置にそれぞれ形成されている。これにより、第2中間コイル固定具50の嵌合凸部55を上側コイル固定具60の嵌合凹部に嵌入させることで、第2中間コイル固定具50の上側に上側コイル固定具60を積載することができる。なお、下側コイル固定具30の嵌合凸部35を上側コイル固定具60の嵌合凹部に嵌入させることで、下側コイル固定具30の上側に上側コイル固定具60を積載することも可能である。また、第1中間コイル固定具40の嵌合凸部45を上側コイル固定具60の嵌合凹部に嵌入させることで、第1中間コイル固定具40の上側に上側コイル固定具60を積載することも可能である。
上側案内壁部63は、上側支持壁部61の下端部から径方向Rの外側に向かって突出している。上側案内壁部63は、周方向Pに延在する平板状に形成されている。上側案内壁部63の下面は、上側支持壁部61の下面と面一になっている。上側案内壁部63の上面は、軸方向Aに直交する平面状に形成されている。
図5に示すように、配線部20は、複数のコイル固定具30〜60が、下側コイル固定具30、第1中間コイル固定具40、第1中間コイル固定具40、第2中間コイル固定具50、上側コイル固定具60の順に、下側から上側に向かって軸方向Aに積載されることにより形成されている。配線部20は、引き回し部コイル17bを収納する複数(本実施形態では4個)の溝部21a〜21dを備えている。複数の溝部21a〜21dは、軸方向Aに隣り合う一対のコイル固定具30〜60の案内壁部33,43,53,63の間にそれぞれ形成されている。複数の溝部21a〜21dは、下側コイル固定具30と第1中間コイル固定具40との間に形成された第1溝部21aと、一対の第1中間コイル固定具40の間に形成された第2溝部21bと、第1中間コイル固定具40と第2中間コイル固定具50との間に形成された第3溝部21cと、第2中間コイル固定具50と上側コイル固定具60との間に形成された第4溝部21dと、である。各溝部21a〜21dは、径方向Rの外側に開口するとともに、周方向Pに沿って延在して周方向Pの両側に開口している。
第1溝部21aには、例えばU相の引き回し部コイル17bが収納される。第2溝部21bには、例えばV相の引き回し部コイル17bが収納される。第3溝部21cには、例えばW相の引き回し部コイル17bが収納される。第4溝部21dには、中性端子Nに接続するための各相の引き回し部コイル17bが収納される。第4溝部21dの深さ(径方向Rの奥行)は、他の溝部21a〜21cよりも収納する引き回し部コイル17bの本数が多いため、他の溝部21a〜21cの深さよりも深くなっている。第1溝部21a、第2溝部21bおよび第3溝部21cの深さは、それぞれ略同一になっている。
各溝部21a〜21dに収納される引き回し部コイル17bは、断面形状における長辺が軸方向Aに沿うとともに短辺が径方向Rに沿う状態で配置される。つまり、溝部21a〜21dに引き回し部コイル17bが複数本収納される場合、隣接する引き回し部コイル17bは、幅広の側面同士が相互に接触する。また、溝部21a〜21dの最も奥側(径方向Rの内側)に収納された引き回し部コイル17bは、幅広の側面が溝部21a〜21dの底面、すなわちコイル固定具30,40,50,60の径外面31a,41a,51a,61a(図6参照)に接する。
図7は、実施形態の配線部を径方向の外側から見た正面図である。
図7に示すように、各案内壁部33〜63には、各溝部21a〜21dに面して径方向Rに延在する凸部22,24および凹部23,25が形成されている。具体的に、第1中間案内壁部43、第2中間案内壁部53および上側案内壁部63の下面には、下面凸部22および下面凹部23が形成されている。下面凸部22および下面凹部23は、周方向Pに間隔をあけて形成されている。下面凸部22は、径方向Rから見て円弧状に突出している。各下面凸部22は、周方向Pにおける同じ位置に形成されている。下面凹部23は、径方向Rから見て下面凸部22と略同径の円弧状に窪んでいる。各下面凹部23は、周方向Pにおける同じ位置に形成されている。
図7に示すように、各案内壁部33〜63には、各溝部21a〜21dに面して径方向Rに延在する凸部22,24および凹部23,25が形成されている。具体的に、第1中間案内壁部43、第2中間案内壁部53および上側案内壁部63の下面には、下面凸部22および下面凹部23が形成されている。下面凸部22および下面凹部23は、周方向Pに間隔をあけて形成されている。下面凸部22は、径方向Rから見て円弧状に突出している。各下面凸部22は、周方向Pにおける同じ位置に形成されている。下面凹部23は、径方向Rから見て下面凸部22と略同径の円弧状に窪んでいる。各下面凹部23は、周方向Pにおける同じ位置に形成されている。
また、下側案内壁部33、第1中間案内壁部43および第2中間案内壁部53の上面には、上面凸部24および上面凹部25が形成されている。上面凸部24および上面凹部25は、周方向Pに間隔をあけて形成されている。上面凸部24は、径方向Rから見て下面凸部22と略同径の円弧状に突出している。各上面凸部24は、下面凹部23と周方向Pにおける同じ位置に形成されている。つまり、上面凸部24は、溝部21a〜21d内で下面凹部23に軸方向Aで対向するように形成され、下面凸部22に対して周方向Pに間隔をあけて形成されている。上面凹部25は、径方向Rから見て上面凸部24と略同径の円弧状に窪んでいる。各上面凹部25は、下面凸部22と周方向Pにおける同じ位置に形成されている。つまり、上面凹部25は、溝部21a〜21d内で下面凸部22に軸方向Aで対向するように形成されている。下面凸部22の先端と上面凸部24の先端との軸方向Aにおける間隔は、コイル導線17の断面形状における長辺の寸法よりも小さくなっている。
図8は、図7のVIII−VIII線における断面図である。
図8に示すように、下面凸部22および上面凸部24は、径方向Rの内側から外側に向かうに従い、漸次高くなっている。なお、図示の例では、下面凸部22および上面凸部24は、それぞれ一定の傾斜角で傾斜しているが、これに限定されず、例えば径方向Rの内側から外側に向かうに従い、傾斜角が大きくなっていてもよい。
図8に示すように、下面凸部22および上面凸部24は、径方向Rの内側から外側に向かうに従い、漸次高くなっている。なお、図示の例では、下面凸部22および上面凸部24は、それぞれ一定の傾斜角で傾斜しているが、これに限定されず、例えば径方向Rの内側から外側に向かうに従い、傾斜角が大きくなっていてもよい。
次に、引き回し部コイル17bの溝部21a〜21dへの収納方法について説明する。なお、以下の説明における各構成部品の符号については、図1から図8を参照されたい。
図9および図10は、実施形態の引き回し部コイルの溝部への収納方法を説明する図であって、下側コイル固定具30、第1中間コイル固定具40および引き回し部コイル17bを径方向Rの外側から見た正面図である。
引き回し部コイル17bは、例えば全ての分割コア部5がホルダ3内に環状に配置された状態(図1参照)で、各溝部21a〜21dに収納される。引き回し部コイル17bは、各溝部21a〜21dのうち下側に位置する溝部から順に収納される。以下では、各溝部21a〜21dのうち最も下側に位置する第1溝部21aに引き回し部コイル17bを収納する方法について説明する。なお、他の溝部21b〜21dに引き回し部コイル17bを収納する方法は、第1溝部21aに引き回し部コイル17bを収納する方法と同様であるので、説明は省略する。
図9および図10は、実施形態の引き回し部コイルの溝部への収納方法を説明する図であって、下側コイル固定具30、第1中間コイル固定具40および引き回し部コイル17bを径方向Rの外側から見た正面図である。
引き回し部コイル17bは、例えば全ての分割コア部5がホルダ3内に環状に配置された状態(図1参照)で、各溝部21a〜21dに収納される。引き回し部コイル17bは、各溝部21a〜21dのうち下側に位置する溝部から順に収納される。以下では、各溝部21a〜21dのうち最も下側に位置する第1溝部21aに引き回し部コイル17bを収納する方法について説明する。なお、他の溝部21b〜21dに引き回し部コイル17bを収納する方法は、第1溝部21aに引き回し部コイル17bを収納する方法と同様であるので、説明は省略する。
図9に示すように、引き回し部コイル17bは、下側コイル固定具30に第1中間コイル固定具40が積載されていない状態で配置される。引き回し部コイル17bは、各下側コイル固定具30の径外面31aの径方向Rの外側、つまり各下側コイル固定具30の下側案内壁部33の上側に、周方向Pに沿って配置される。この際、引き回し部コイル17bは、上述したように、断面形状における長辺が軸方向Aに沿うように配置される。この状態では、引き回し部コイル17bは、径方向Rから見て直線状に延在している。
続いて、図10に示すように、各下側コイル固定具30の下側案内壁部33の上側に所定本数の引き回し部コイル17bを配置したら、下側コイル固定具30に第1中間コイル固定具40を積載する。これにより、下側コイル固定具30と第1中間コイル固定具40との間に第1溝部21aが形成されるとともに、第1溝部21aに引き回し部コイル17bが収納された状態となる。
ここで、上述したように、下面凸部22の先端と上面凸部24の先端との軸方向における間隔は、コイル導線17の断面形状における長辺の寸法よりも小さくなっている。このため、引き回し部コイル17bは、第1中間コイル固定具40を下側コイル固定具30に積載する際に、各凸部22,24により軸方向Aに押され、各凸部22,24の形状に沿って波状に湾曲する。すると、引き回し部コイル17bには、弾性力による反力が生じ、引き回し部コイル17bと各凸部22,24とが圧接する。これにより、引き回し部コイル17bは、第1溝部21a内に保持される。
なお、下面凸部22に対向する位置には上面凹部25が設けられ、上面凸部24に対向する位置には下面凹部23が設けられている。このため、引き回し部コイル17bは、各凸部22,24の形状に沿って湾曲した位置において、下側案内壁部33および第1中間案内壁部43における各凸部22,24に対向する箇所に接触しない。これにより、引き回し部コイル17bの絶縁被膜の剥がれを抑制できる。
このように、本実施形態のステータ1は、径外面31a,41a,51a,61aにおいて引き回し部コイル17bと接し周方向Pに延在する支持壁部31,41,51,61、および引き回し部コイル17bに下側から対向し周方向Pに延在する案内壁部33,43,53,63を有し、軸方向Aに積載可能な複数のコイル固定具30,40,50,60を備える。
この構成によれば、下側コイル固定具30の下側支持壁部31の径外面31aに接するように引き回し部コイル17bを配置し、下側コイル固定具30の下側案内壁部33を引き回し部コイル17bに下側から軸方向Aで対向させた状態で、第1中間コイル固定具40を下側コイル固定具30の上側に積載すると、下側コイル固定具30の下側支持壁部31および下側案内壁部33、並びに第1中間コイル固定具40の第1中間案内壁部43に囲まれた部分(すなわち第1溝部21a)に引き回し部コイル17bを収納することができる。第1中間コイル固定具40が他の第1中間コイル固定具40に積載された場合や、第2中間コイル固定具50が第1中間コイル固定具40に積載された場合、上側コイル固定具60が第2中間コイル固定具50に積載された場合等も同様である。これにより、引き回し部コイルを導線保持溝に挿入する従来技術と比較して、複数のコイル固定具30,40,50,60が積載されることによりに形成された配線部20に、引き回し部コイル17bを容易に収納することができる。したがって、ステータ1の組み立て時の生産性の向上を図ることができる。
また、下側コイル固定具30がインシュレータ13と一体的に形成されているので、分割鉄心11にインシュレータ13を取り付けることで、下側コイル固定具30の分割鉄心11への取り付け、および位置決めも同時に行うことができる。したがって、ステータ1の組み立て時の生産性のさらなる向上を図ることができる。
また、下側コイル固定具30の下側案内壁部33と、第1中間コイル固定具40の第1中間案内壁部43と、の間には、引き回し部コイル17bを収納する第1溝部21aが形成されるので、下側コイル固定具30と第1中間コイル固定具40とを積載することで、引き回し部コイル17bを収納する部品を形成できる。
また、案内壁部33,43,53,63には、溝部21a〜21dに面する下面凸部22および上面凸部24が形成されているので、例えば下側コイル固定具30に第1中間コイル固定具40を積載する際に、第1溝部21aに配置される引き回し部コイル17bを各凸部22,24により変形させることができる。これにより、引き回し部コイル17bには、凸部22,24側への反力(弾性力)が生じるので、引き回し部コイル17bと凸部22,24との間に摩擦力が生じて、引き回し部コイル17bを第1溝部21aに確実に保持することができる。
しかも、引き回し部コイル17bは、例えば下側コイル固定具30に第1中間コイル固定具40を積載することにより第1溝部21aに収納されるので、従来技術のように凸部が形成された溝に引き回し部コイルを挿入する場合に生じる凸部と引き回し部コイルとの摺接を抑制できる。これにより、引き回し部コイル17bの絶縁被膜の剥がれを抑制することができる。
さらに、凸部22,24の高さは、径方向Rの内側から外側に向かうに従い漸次高くなっている。これにより、複数の引き回し部コイル17bが径方向Rに並んで溝部21a〜21dに収納される場合に、引き回し部コイル17bに凸部22,24が軸方向Aで接触することにより案内壁部33,43,53,63が撓んでも、径方向Rの外側に配置された引き回し部コイル17bに凸部22,24を確実に接触させることができる。よって、引き回し部コイル17bを溝部21a〜21dに確実に保持することができる。
また、ステータ1は、5個のコイル固定具30,40,50,60を備えているので、引き回し部コイル17bを収納する溝部21a〜21dが4個形成される。これにより、3相の各入力端子U,V,Wに接続される引き回し部コイル17b、および中性端子Nに接続される引き回し部コイル17bを収納することができる。
なお、以上の説明では、主に下側コイル固定具30に第1中間コイル固定具40を積載した構成による作用効果を説明したが、第1中間コイル固定具40に他の第1中間コイル固定具40を積載した場合や、第1中間コイル固定具40に第2中間コイル固定具50を積載した場合、第2中間コイル固定具50に上側コイル固定具60を積載した場合等も同様である。
次に、実施形態の第1変形例の配線部120について説明する。
図11は、実施形態の第1変形例の配線部の断面図である。図11は、配線部120における周方向Pの中央部の断面図である。
図11に示すように、実施形態の第1変形例では、第1中間コイル固定具140、第2中間コイル固定具150および上側コイル固定具160がそれぞれ脱落防止壁26(脱落防止部)を備えている点で、実施形態と異なっている。なお、第1中間コイル固定具140、第2中間コイル固定具150および上側コイル固定具160が備える脱落防止壁26は、それぞれ同様に形成されているので、以下では第1中間コイル固定具140が備える脱落防止壁26について説明する。
図11は、実施形態の第1変形例の配線部の断面図である。図11は、配線部120における周方向Pの中央部の断面図である。
図11に示すように、実施形態の第1変形例では、第1中間コイル固定具140、第2中間コイル固定具150および上側コイル固定具160がそれぞれ脱落防止壁26(脱落防止部)を備えている点で、実施形態と異なっている。なお、第1中間コイル固定具140、第2中間コイル固定具150および上側コイル固定具160が備える脱落防止壁26は、それぞれ同様に形成されているので、以下では第1中間コイル固定具140が備える脱落防止壁26について説明する。
第1中間コイル固定具140は、脱落防止壁26を備えている点を除き、実施形態の第1中間コイル固定具40と同様に形成されている。脱落防止壁26は、第1溝部21aにおける径方向Rの外側の開口を塞ぐように配置されている。脱落防止壁26は、第1中間案内壁部43における径方向Rの外側の端部から、下側に向かって突出している。脱落防止壁26は、周方向Pに延在していてもよいし、第1中間案内壁部43における径方向Rの外側の端部の一部から突出していてもよい。脱落防止壁26の軸方向Aの寸法は、下側案内壁部33の上面と下側支持壁部31の上面との軸方向Aにおける距離以下になっている。
このように、本変形例によれば、脱落防止壁26が、例えば第1中間コイル固定具140から下側コイル固定具30に向けて軸方向Aに突出しているので、脱落防止壁26が第1溝部21aにおける径方向Rの外側の開口を狭める。これにより、第1溝部21aに収納された引き回し部コイル17bが径方向Rに沿って移動して第1溝部21aから脱落することを防止できる。したがって、引き回し部コイル17bを第1溝部21aに確実に保持することができる。第2中間コイル固定具150および上側コイル固定具160が備える脱落防止壁26についても同様である。
次に、実施形態の第2変形例のステータ201について説明する。
図12は、実施形態の第2変形例の配線部の斜視図である。なお、図12では、後述する第1中間コイル固定具240、第2中間コイル固定具250および上側コイル固定具260について、その一部のみを図示している。
図12に示すように、実施形態の第2変形例では、第1中間コイル固定具240、第2中間コイル固定具250および上側コイル固定具260が、隣り合う分割コア部5(図1参照)に跨るように延びている点で、実施形態と異なっている。
図12は、実施形態の第2変形例の配線部の斜視図である。なお、図12では、後述する第1中間コイル固定具240、第2中間コイル固定具250および上側コイル固定具260について、その一部のみを図示している。
図12に示すように、実施形態の第2変形例では、第1中間コイル固定具240、第2中間コイル固定具250および上側コイル固定具260が、隣り合う分割コア部5(図1参照)に跨るように延びている点で、実施形態と異なっている。
第1中間コイル固定具240は、一の分割コア部5が備える第1中間コイル固定具40(図5参照)と、一の分割コア部5と周方向で隣り合う他の分割コア部5が備える第1中間コイル固定具40と、が一体的に形成された構成を有する。本実施形態では、第1中間コイル固定具240は、円環状に形成されている。第2中間コイル固定具250および上側コイル固定具260についても同様である。
このように、本変形例によれば、隣り合う複数の分割コア部5それぞれの下側コイル固定具30への第1中間コイル固定具240の積載を同時に行うことができる。第2中間コイル固定具250および上側コイル固定具260についても同様である。したがって、ステータ201の組み立て時の作業工数を削減でき、生産性の向上を図ることができる。
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、インシュレータ13と下側コイル固定具30とが一体的に形成されているが、これに限定されず、インシュレータ13と下側コイル固定具30とが別体で形成されていてもよい。
例えば、上記実施形態においては、インシュレータ13と下側コイル固定具30とが一体的に形成されているが、これに限定されず、インシュレータ13と下側コイル固定具30とが別体で形成されていてもよい。
また、上記実施形態においては、配線部20が5個のコイル固定具30,40,50,60を積載することにより形成されているが、積載されるコイル固定具の個数は特に限定されない。また、配線部20が4個の溝部21a〜21dを備えているが、溝部の個数は特に限定されない。
また、上記実施形態においては、下面凸部22および上面凸部24が径方向Rに対して傾斜しているが、これに限定されず、下面凸部および上面凸部は、径方向Rに対して傾斜していなくてもよい。また、下面凸部22および上面凸部24が形成されていなくてもよい。さらに、下面凹部23および上面凹部25が形成されていなくてもよい。
また、上記実施形態においては、各溝部21a〜21dに面する下面凸部22および上面凸部24が周方向Pにおける同じ位置に形成されているが、これに限定されず、周方向Pにおける異なる位置に形成されていてもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
1,201…ステータ 5…分割コア部 7…ステータコア 11…分割鉄心 13…インシュレータ 17a…巻回部コイル 17b…引き回し部コイル 20,120…配線部 21a…第1溝部(溝部) 21b…第2溝部(溝部) 21c…第3溝部(溝部) 21d…第4溝部(溝部) 22…下面凸部(凸部) 24…上面凸部(凸部) 26…脱落防止壁(脱落防止部) 30…下側コイル固定具(コイル固定具、第1のコイル固定具) 31…下側支持壁部(第1壁部) 33…下側案内壁部(第2壁部) 40,140,240…第1中間コイル固定具(コイル固定具、第2のコイル固定具) 41…第1中間支持壁部(第1壁部) 43…第1中間案内壁部(第2壁部) 50,150,250…第2中間コイル固定具(コイル固定具) 51…第2中間支持壁部(第1壁部) 53…第2中間案内壁部(第2壁部) 60,160,260…上側コイル固定具(コイル固定具) 61…上側支持壁部(第1壁部) 63…上側案内壁部(第2壁部)
Claims (8)
- 複数の分割コア部を環状に配置して形成されるステータコアを備えるステータであって、
前記分割コア部は、
分割鉄心と、
前記分割鉄心の一部を囲むインシュレータと、
前記インシュレータを介して前記分割鉄心に巻回される巻回部コイルと、
前記巻回部コイルの端部であって、前記ステータコアの周方向に引き回される引き回し部コイルと、
前記ステータコアの径方向における外側に向く面において前記引き回し部コイルと接し前記周方向に延在する第1壁部、および前記第1壁部に接する前記引き回し部コイルに前記ステータコアの軸方向の一方側から対向し前記周方向に延在する第2壁部を有し、前記軸方向に積載可能な複数のコイル固定具と、を備える、
ことを特徴とするステータ。 - 前記複数のコイル固定具は、第1の前記コイル固定具と、前記第1のコイル固定具に積載可能な第2の前記コイル固定具と、を備え、
前記第1のコイル固定具は、前記インシュレータと一体的に形成され、
前記第1のコイル固定具の前記第2壁部と、前記第2のコイル固定具の前記第2壁部と、の間には、前記第1のコイル固定具の前記第1壁部に接する前記引き回し部コイルを収納する溝部が形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のステータ。 - 一の前記分割コア部が備える前記第2のコイル固定具は、前記一の分割コア部と前記周方向で隣り合う他の分割コア部が備える前記第2のコイル固定具と一体的に形成されている、
ことを特徴とする請求項2に記載のステータ。 - 前記第2壁部には、前記溝部に面する凸部が形成されている、
ことを特徴とする請求項2または3に記載のステータ。 - 前記凸部は、前記径方向に延在し、
前記凸部の高さは、前記径方向の内側から外側に向かうに従い高くなっている、
ことを特徴とする請求項4に記載のステータ。 - 前記第2のコイル固定具は、前記第1のコイル固定具側に向けて前記軸方向に突出した脱落防止部を備える、
ことを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載のステータ。 - 3個以上の前記コイル固定具を備え、
前記軸方向で隣り合う一対の前記コイル固定具の前記第2壁部の間には、前記引き回し部コイルを収納する溝部が形成されている、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のステータ。 - ステータコアの鉄心に巻回される巻回部コイルの端部を前記ステータコアの周方向に引き回す配線部を形成するコイル固定具であって、
前記ステータコアの径方向における外側に向く面において前記引き回し部コイルと接し前記周方向に延在する第1壁部と、
前記第1壁部に接する前記引き回し部コイルに前記ステータコアの軸方向の一方側から対向し前記周方向に延在する第2壁部と、
を備え、
前記軸方向に複数積載されて前記配線部を形成する、
ことを特徴とするコイル固定具。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2017
- 2017-02-23 JP JP2017032354A patent/JP2018137959A/ja active Pending
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CN112673547A (zh) * | 2018-09-11 | 2021-04-16 | Lg伊诺特有限公司 | 马达 |
CN112673547B (zh) * | 2018-09-11 | 2023-11-28 | Lg伊诺特有限公司 | 马达 |
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