JP2019134611A

JP2019134611A - 回転電機のコイル

Info

Publication number: JP2019134611A
Application number: JP2018015625A
Authority: JP
Inventors: 祐治坂田; Yuji Sakata; 慎平藤原; Shimpei Fujiwara; 康祥牧戸; Yasuyoshi Makido; 中村　俊朗; Toshiaki Nakamura; 俊朗中村; 上田　晃宏; Akihiro Ueda; 晃宏上田; 真誌河合; Masashi Kawai; 謙白井; Ken Shirai; 信吾長井; Shingo Nagai; 洋明武田; Hiroaki Takeda
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2019-08-08

Abstract

【課題】絶縁樹脂の固着を確実に行う。【解決手段】絶縁被覆を剥がした導体３２ａ同士を接合して形成される回転電機のコイルであって、絶縁被覆を剥がした部分における導体３２ａの表面に、第１の方向に伸びる第１の畝４２ａと、第１の方向と異なる第２の方向に伸びる第２の畝４２ｂを含む凹凸が設けられている。【選択図】図６

Description

本発明は、絶縁被覆を剥がした導体部分同士を接合して形成される回転電機のコイルに関する。

電気自動車や、ハイブリッド自動車などに利用される駆動用のモータジェネレータ（回転電機）は、大出力でコンパクトであることが必要であり、また効率的に製造できることが望まれる。

このような回転電機のコイルとして、セグメントコイルを順次接続したものが利用されている。特許文献１には、絶縁被覆がなされたＵ字状のセグメントコイルの両端の絶縁被覆を剥がし、表れた導体部分を順次接続して、らせん状のコイルを形成することが記載されている。そして、この接続部分には、絶縁樹脂が塗布され、隣接する接続部分との短絡を防止する。

特開２０１４−１２８１２９号公報

ここで、セグメントコイルの接合部分は、通常溶接によって接合され、その後絶縁樹脂が塗布されるが、接合部分の導体表面は平滑であり、塗布した絶縁樹脂の導体への固着力が十分でない場合も考えられる。

本発明は、接合部分の導体に塗布した絶縁樹脂の導体への固着力を大きくすることを目的とする。

本発明は、絶縁被覆を剥がした導体部分同士を接合して形成される回転電機のコイルであって、絶縁被覆を剥がした部分における導体の表面に、第１の方向に伸びる第１の畝と、第１の方向と異なる第２の方向に伸びる第２の畝を含む凹凸が設けられている。

また、前記接合部分は、絶縁樹脂が塗布されているとよい。

また、絶縁被覆を剥がした導体部分同士を接合して形成される回転電機のコイルの製造方法は、Ｕ字状の絶縁被覆がなされた導体の両端部分の絶縁被覆を剥がし、絶縁被覆が剥がされた導体の表面に第１の方向に伸びる第１の畝と、第１の方向と異なる第２の方向に伸びる第２の畝を含む凹凸を形成するとよい。

さらに、１つのＵ字状の導体における一端の絶縁被覆が剥がされた部分と、他のＵ字状の導体における一端の絶縁被覆が剥がされた部分とを接合し、この接合部分に絶縁樹脂を塗布するとよい。

レーザを照射して絶縁被覆を剥がすとともに、レーザを導体部分に照射して第１および第２の畝を含む凹凸を形成するとよい。

本発明によれば、接合部分の導体の表面に畝が形成されるため、ここに塗布した絶縁樹脂の導体への固着力を大きくすることができる。

実施形態に係る回転電機のコイルが用いられるステータの概略構成を示す図である。セグメントコイルの構成を示す図である。セグメントコイルの接合部分を示す図である。セグメントコイルの先端部分の構成を示す図である。畝の構成を示す図である。畝の方向を示す図である。畝の方向について４つの例（（ａ）〜（ｄ））を示す図である。絶縁樹脂層が形成された接合部分を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。

＜ステータの構成＞
実施形態に係る回転電機のコイルは、例えばステータのコイルとして用いられる。図１には、ステータ１０の概略構成が示されている。

ステータ１０は、略円筒または円環形状のステータコア１２と、ステータコア１２の内周側に巻回するよう装着されたコイル１４とを有する。ステータコア１２は、円筒または円環形状のヨーク１６とヨーク１６からステータ径方向内側に延びる複数のティース１８を含む。複数のティース１８は、ステータ周方向に沿って間隔をあけて配列され、隣接するティース１８間の空間はスロット２０と呼ばれ、スロット２０にコイル１４を配置することでコイル１４がティース１８に巻回される。コイル１４は、例えば断面が長方形のコイル導線２２から構成され、コイル導線２２は、スロット２０内に位置する部分と、この部分からステータ軸方向に延びてステータコア１２の端面から突出し、コイルエンド２４を形成する部分を含む。あるスロット２０から出たコイル導線２２は、コイルエンド２４内で他のスロット２０から出たコイル導線２２と接続されコイル１４を形成する。

ここで、コイル導線２２には、図２に示すようなＵ字状のセグメントコイル３２を用いる。すなわち、このセグメントコイル３２の２つの脚をそれぞれ別のスロット２０内に挿入し、２つの脚の先端側のリード部３４をステータコア１２から突出させる。そして、リード部３４を周方向に折り曲げて、他のセグメントコイル３２のリード部３４と接続することでコイル１４を構成する。セグメントコイル３２同士の接続は、通常溶接で行われる。セグメントコイル３２は、全体として絶縁被覆３２ｂで覆われているが、セグメントコイル３２同士を接続するリード部３４の導体３２ａは絶縁被覆３２ｂを除去してあり、その導体３２ａが他のセグメントコイル３２の導体３２ａと接続される。

ここで、図１においては、図３（ａ）に示すように、導体３２ａが上方に突出するような形状として、その導体３２ａを接合部分とした。しかし、このような形状ではなく、図３（ｂ）に示すように導体３２ａが横方向に伸びるような形状とすることも好適である。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）において斜線で示した接合部３６が２つの導体３２ａ同士の接する部分が溶接される接合部分である。

＜接合部分の構成＞
図４には、セグメントコイル３２の絶縁被覆３２ｂを剥がした導体３２ａを示してある。導体３２ａは、導体表面がそのまま剥き出しになっている。そして、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、導体３２ａの一面が他のセグメントコイル３２の導体３２ａの一面に溶接されて接合される。

図５には、図４に示される導体３２ａの接合されない面（図における上面）４０のＡ部の模式的拡大図が示されている。このように、多数の畝４２が形成されることで、表面に凹凸が形成されている。

図６には、畝４２の方向を矢印で示してある。この例では、畝４２が伸びる方向が、２種類であり、導体３２ａの横方向に対し、左上がりの畝４２ａと、右上がりの畝４２ｂがある。

図７（ａ）〜（ｄ）には、畝４２の他の４つの構成例が示されている。図７（ａ）〜（ｃ）では、２つの方向の畝４２ａ，４２ｂを中央を境にして配置している。図７（ｄ）では、４方向の畝を二重の×（中心に対し４５°おき）のように配置した島を複数離散的に配置している。

いずれの例においても、畝４２として、２つ以上の方向の異なるものを有している。このように、露出された導体３２ａの表面に畝４２による凹凸を形成することで、その後導体３２ａの表面を絶縁樹脂で覆った場合に、畝４２が絶縁樹脂の移動に対しアンカー効果を発揮し、ずれにくくなる。すなわち、絶縁樹脂が畝４２の内部に食い込むことによって絶縁樹脂の導体表面に沿った移動が抑制され、絶縁樹脂が導体表面から離脱しにくくなる。

また、畝４２は、接合部分の外面を構成する全面に形成してもよいし、一部表面だけでもよい。さらに、溶接する面には畝４２は不要であるが、ここにも形成してもよい。

畝４２は、アンカー効果が発揮できれば、どのようなサイズでもよいが、幅が数１００μｍ〜数ｍｍ程度で、深さは同等または半分程度が好ましい。また、畝４２の形状は断面半円形状のものが製作しやすいが、他の形状としてもよい。なお、畝４２の長さは、導体３２ａの面に対応したものとすることが好適である。

＜畝の形成＞
畝４２は、各種の方法で形成することができる。すなわち、プレスなどによって形成してもよいし、畝部分を削りとってもよい。

ここで、絶縁被覆３２ｂをレーザによって剥離させる場合がある。この場合には、導体３２ａの表面にレーザを照射することで畝４２を形成することが好適である。すなわち、絶縁被覆３２ｂを除去した後、引き続いてレーザ照射によって畝４２を形成することができる。レーザで畝４２を形成する際には、レーザを走査して、所定の線状の畝４２を形成するとよい。

＜絶縁樹脂層の構成＞
図８は、接合部について、絶縁樹脂層４０を形成した状態を示している。このように、セグメントコイル３２は、ステータコア１２から上方に伸び、隣接する２つの導体３２ａが溶接される。ここで、ステータコア１２から突出するセグメントコイル３２のリード部３４は、溶接される２つずつをペアとして、隣接するペアと離隔するように、成形される。このため、各ペア間には間隙が形成されている。

そして、本実施形態では、２つの導体３２ａの接合部分を覆って、絶縁樹脂層４０を形成する。なお、導体３２ａのペアの１つと隣接するペアの間に絶縁樹脂を充満させてもよい。

そして、本実施形態においては、上述したように導体３２ａの表面に２種類の畝４２による凸凹が形成されているため、絶縁樹脂層４０が導体３２ａに強く固着され、ここから離脱しにくくなっている。なお、図においては、導体３２ａの外形を示す線を凸凹に表して、畝４２を表現している。

また、絶縁樹脂層４０は、絶縁被覆３２ｂの端部まで至っており、これによって確実な絶縁を維持できる。また、絶縁樹脂層４０としては、ワニスなどが好適に利用されるが、エポキシ絶縁樹脂などでもよい。

１０ステータ、１２ステータコア、１４コイル、１６ヨーク、１８ティース、２０スロット、２２コイル導線、２４コイルエンド、３２セグメントコイル、３２ａ導体、３２ｂ絶縁被覆、３４リード部、３６接合部、４０絶縁樹脂層、４２（４２ａ，４２ｂ）畝。

Claims

絶縁被覆を剥がした導体部分同士を接合して形成される回転電機のコイルであって、
絶縁被覆を剥がした部分における導体の表面に、第１の方向に伸びる第１の畝と、第１の方向と異なる第２の方向に伸びる第２の畝を含む凹凸が設けられている、
回転電機のコイル。