JP2019161716A - Stator for rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機のステータ、特にステータコイル（三相コイル）の引出線とそれが接続された動力線に関する。 The present invention relates to a stator of a rotating electrical machine, and more particularly to a lead wire of a stator coil (three-phase coil) and a power line to which the lead wire is connected.
従来、ハイブリッド自動車や電気自動車などの電動車両に搭載され、電動機や発電機として機能する回転電機が知られている。回転電機は、ロータと、ロータの外周側に配置されたステータとを備える。ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻回された三相コイル（Ｕ、Ｖ、Ｗ相のコイル）とを備える。 Conventionally, a rotating electrical machine that is mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle and functions as an electric motor or a generator is known. The rotating electrical machine includes a rotor and a stator disposed on the outer peripheral side of the rotor. The stator includes a stator core and three-phase coils (U, V, and W-phase coils) wound around the stator core.
Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各コイルへの駆動電流入力、或いは、各コイルからの誘起電流出力のために、各コイルから引出線が引き出されている。各相の引出線は、ステータコアの軸方向端面から突出し径方向外方に引き出されており、各相の動力線を介して、バッテリ等が接続された外部回路の接続端子に接続されている。各相の引出線が、各相の動力線の一端に溶接等で接続され、各相の動力線の他端に設けられた端子が、外部回路の接続端子に接続される構造である。特許文献１には、引出線（特許文献１では「引き出し部」と言う）について開示がある。 Lead wires are drawn out from the coils in order to input drive currents to the U, V, and W phase coils or to output induced currents from the coils. The lead wire for each phase protrudes from the axial end surface of the stator core and is drawn outward in the radial direction, and is connected to a connection terminal of an external circuit to which a battery or the like is connected via a power line for each phase. Each phase lead wire is connected to one end of each phase power line by welding or the like, and a terminal provided at the other end of each phase power line is connected to a connection terminal of an external circuit. Patent Document 1 discloses a leader line (referred to as “drawer” in Patent Document 1).
引出線と動力線とが構成する線の長さは長いため、車両振動などによりそれが大きな振幅で振動し、引出線と動力線との接続部が破損する虞がある。 Since the length of the line formed by the leader line and the power line is long, it may vibrate with a large amplitude due to vehicle vibration or the like, and the connection part between the leader line and the power line may be damaged.
本発明の目的は、コイルの引出線を動力線を介して外部回路の接続端子に接続する回転電機のステータにおいて、引出線と動力線との接続部の破損を抑制することにある。 An object of the present invention is to suppress damage to a connecting portion between a lead wire and a power line in a stator of a rotating electrical machine in which a lead wire of a coil is connected to a connection terminal of an external circuit via a power line.
本発明の回転電機のステータは、ステータコアと、前記ステータコアに巻回された三相コイルと、前記三相コイルの各相のコイルのそれぞれから引き出され、前記ステータコアの軸方向端面から突出し径方向外方に引き出された引出線と、各相の前記引出線のそれぞれが接続された各相の動力線であり、一方の端部に外部回路の接続端子に接続される端子が設けられた各相の動力線と、前記ステータコアの軸方向端面から突出した前記三相コイルを覆う絶縁性の樹脂モールドと、を有する回転電機のステータであって、各相の前記動力線の他方の端部は、前記樹脂モールドの中に入り込み固定されている、ことを特徴とする。 The stator of the rotating electrical machine according to the present invention is drawn out from each of the stator core, the three-phase coil wound around the stator core, and the coils of each phase of the three-phase coil, and protrudes from the axial end surface of the stator core to protrude radially outward. Each phase is provided with a terminal connected to the connection terminal of the external circuit at one end. And a stator of a rotating electric machine having an insulating resin mold that covers the three-phase coil protruding from the axial end surface of the stator core, and the other end of the power line of each phase is The resin mold is inserted and fixed.
本発明によれば、動力線の一方の端部が端子を介して外部回路の接続端子に固定されることに加えて、他方の端部が樹脂モールドの中に入り込み固定されるため、車両振動などに対する動力線の振動を抑制できる。それにより、引出線と動力線との接続部の振動を抑制することができ、接続部の破損を抑制することができる。 According to the present invention, since one end of the power line is fixed to the connection terminal of the external circuit via the terminal, the other end enters the resin mold and is fixed, so that the vehicle vibration The vibration of the power line against Thereby, the vibration of the connection part of a leader line and a power line can be suppressed, and the damage of a connection part can be suppressed.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本実施形態における回転電機のステータ１０の斜視図である。図１に示すように、ステータ１０は、ステータコア１２と、ステータコア１２に巻回された三相コイル１４（Ｕ，Ｖ，Ｗ相コイル）とを備える。 FIG. 1 is a perspective view of a stator 10 of a rotating electrical machine in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the stator 10 includes a stator core 12 and a three-phase coil 14 (U, V, W-phase coil) wound around the stator core 12.
図２は、ステータコア１２の上面図である。図２に示すように、ステータコア１２は、環状のヨーク５０と、ヨーク５０の内周面から径方向内方に突出し周方向に間隔において配置された複数のティース５２と、各ティース５２の間に形成されたスロット５４とを有する。ステータコア１２は電磁鋼板を積層することで形成されている。 FIG. 2 is a top view of the stator core 12. As shown in FIG. 2, the stator core 12 includes an annular yoke 50, a plurality of teeth 52 projecting radially inward from the inner circumferential surface of the yoke 50, and spaced apart in the circumferential direction, and between the teeth 52. And a slot 54 formed. The stator core 12 is formed by laminating electromagnetic steel plates.
三相コイル１４は、図３に示すＵ字状の導体セグメント５８を多数用いて形成されている。導体セグメント５８は、平角導線であり、導電率の高い銅等の金属（導体）の周囲に絶縁層が被膜されて構成される。三相コイル１４は、例えば、以下に示す手順で形成される。ステータコア１２の予め定められた２つのスロット５４に、図３に示すように、導体セグメント５８の２つの脚６０をステータコア１２の軸方向下側から挿通する。これを多数の導体セグメント５８について行う。これにより、図１に示すように、ステータコア１２の軸方向端面５６から複数の導体セグメントの脚の一部（リード部６２）が突出する。ステータコア１２の周方向に並ぶ導体セグメントのリード部６２を時計方向または反時計方向の一定方向に倒し込み、それらの径方向に隣接する導体セグメントのリード部６２を当該一定方向とは逆の方向に倒し込む。これにより、図１に示すように、接合対象である２つのリード部の端部６４が径方向に接して並ぶ。リード部の端部６４は絶縁層が剥離されて導体が露出しており、２つのリード部の端部６４同士をレーザ溶接等により電気的に接合することで、三相コイル１４が形成される。リード部の端部６４の接合部（溶接部６６）は、他の溶接部６６との絶縁性を確保するために樹脂モールド２２で覆われる。本実施形態のステータ１０は、樹脂モールド２２に後述する動力線の一部が入り込み固定される特徴を有する。 The three-phase coil 14 is formed using a number of U-shaped conductor segments 58 shown in FIG. The conductor segment 58 is a flat conductive wire, and is configured by coating an insulating layer around a metal (conductor) such as copper having high conductivity. For example, the three-phase coil 14 is formed by the following procedure. As shown in FIG. 3, the two legs 60 of the conductor segment 58 are inserted into the two predetermined slots 54 of the stator core 12 from the lower side in the axial direction of the stator core 12. This is done for a number of conductor segments 58. As a result, as shown in FIG. 1, part of the legs of the plurality of conductor segments (lead portions 62) protrude from the axial end surface 56 of the stator core 12. The lead portions 62 of the conductor segments arranged in the circumferential direction of the stator core 12 are tilted in a clockwise or counterclockwise fixed direction, and the lead portions 62 of the conductor segments adjacent in the radial direction are directed in a direction opposite to the fixed direction. Defeat. As a result, as shown in FIG. 1, the end portions 64 of the two lead portions to be joined are aligned in the radial direction. The insulating layer is peeled off and the conductor is exposed at the end portion 64 of the lead portion, and the three-phase coil 14 is formed by electrically joining the end portions 64 of the two lead portions by laser welding or the like. . The joint portion (welded portion 66) of the end portion 64 of the lead portion is covered with the resin mold 22 in order to ensure insulation from other welded portions 66. The stator 10 of the present embodiment has a feature that a part of a power line, which will be described later, enters the resin mold 22 and is fixed.
次に、回転電機のステータ１０の回路構成について説明する。図４は、本実施形態における回転電機のステータ１０の回路構成を示す図である。三相コイル１４は、Ｕ相コイル１４Ｕ、Ｖ相コイル１４Ｖ、及びＷ相コイル１４Ｗから構成される。三相コイル１４は、Ｙ結線されており、各相コイル１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗへの駆動電流入力、或いは、各相コイル１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗからの誘起電流出力のために、各相コイル１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗの端部から引出線１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗが引き出されている。各相の引出線１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗのそれぞれは、接続部３８Ｕ，３８Ｖ，３８Ｗで動力線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗのそれぞれに電気的に接続されている。各相の動力線１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗの端部には端子２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗが設けられており、それらの各々が、バッテリ等が接続された外部回路の接続端子３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗの各々に接続されている。 Next, the circuit configuration of the stator 10 of the rotating electrical machine will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of the stator 10 of the rotating electrical machine according to the present embodiment. The three-phase coil 14 includes a U-phase coil 14U, a V-phase coil 14V, and a W-phase coil 14W. The three-phase coil 14 is Y-connected, and the drive current input to each phase coil 14U, 14V, 14W or the induced current output from each phase coil 14U, 14V, 14W, each phase coil 14U, Leaders 16U, 16V, and 16W are drawn out from the ends of 14V and 14W. Each of the lead wires 16U, 16V, and 16W of each phase is electrically connected to each of the power lines 18U, 18V, and 18W through connection portions 38U, 38V, and 38W. Terminals 20U, 20V, and 20W are provided at the ends of the power lines 18U, 18V, and 18W of the respective phases, each of which is a connection terminal 30U, 30V, and 30W of an external circuit to which a battery or the like is connected. It is connected to the.
次に、引出線および動力線の構造について説明する。図１に示すように、各相の引出線１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗのそれぞれは、ステータコア１２の軸方向端面５６から突出し径方向外方に引き出されている。例えば、引出線１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗのそれぞれは、各相コイルの端部に接続された導体セグメントのリード部６２が、径方向外方に曲げ加工されたものである。各相の引出線１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗは、各相の動力線１８に接続されている。図１には、Ｖ相，Ｗ相の動力線が描かれていないが、Ｕ相の動力線１８Ｕと同様の構造でＶ相，Ｗ相の動力線が存在する。各相の引出線、動力線、それらの接続構造や固定構造は同様であるため、以降、Ｕ，Ｖ，Ｗ相を区別せずに説明をする。 Next, the structure of the leader line and the power line will be described. As shown in FIG. 1, each of the lead wires 16U, 16V, 16W of each phase protrudes from the axial end surface 56 of the stator core 12 and is drawn out radially outward. For example, each of the lead wires 16U, 16V, and 16W is obtained by bending a lead portion 62 of a conductor segment connected to the end of each phase coil radially outward. The lead wires 16U, 16V, 16W for each phase are connected to the power line 18 for each phase. Although the V-phase and W-phase power lines are not drawn in FIG. 1, there are V-phase and W-phase power lines with the same structure as the U-phase power line 18U. Since the lead lines, power lines, connecting structures and fixing structures of the respective phases are the same, the following description will be made without distinguishing the U, V, and W phases.
図１に示すように、動力線１８は、例えば、所定の厚みを有する板状部材から短冊状に切り出した部材を、階段状に曲げ加工したものである。動力線１８は、金属製（導体）である。動力線１８は、ステータコア１２の軸方向に延びており、端子２０が設けられた一方の端部２４（図１の下側の端部）はステータコア１２の側面の脇にあり、他方の端部２６（図１の上側の端部）はステータコア１２の径方向内方に入り込んでステータコア１２の端面５６の上側にある。動力線１８の端部２４に設けられた端子２０は、ボルトが通される固定孔を有する固定金具である。 As shown in FIG. 1, the power line 18 is obtained by bending a member cut out in a strip shape from a plate-like member having a predetermined thickness into a step shape. The power line 18 is made of metal (conductor). The power line 18 extends in the axial direction of the stator core 12, and one end portion 24 (the lower end portion in FIG. 1) provided with the terminal 20 is on the side of the side surface of the stator core 12, and the other end portion. 26 (the upper end portion in FIG. 1) enters inward in the radial direction of the stator core 12 and is above the end surface 56 of the stator core 12. The terminal 20 provided at the end portion 24 of the power line 18 is a fixing bracket having a fixing hole through which a bolt is passed.
引出線１６の先端は、動力線１８の側面３４に隅肉溶接されて接続部３８が形成されており、引出線１６が動力線１８に電気的に接続されている。なお、隅肉溶接は、動力線１８の軸方向の位置が調整された状態で行われる。すなわち、隅肉溶接は、動力線１８の端部２４に設けられた端子２０の位置が目標位置（外部回路の接続端子３０に接する位置）に合わせられた状態で行われる。 The leading end of the lead wire 16 is fillet welded to the side surface 34 of the power line 18 to form a connection portion 38, and the lead wire 16 is electrically connected to the power line 18. The fillet welding is performed with the position of the power line 18 in the axial direction adjusted. That is, fillet welding is performed in a state in which the position of the terminal 20 provided at the end portion 24 of the power line 18 is adjusted to the target position (position in contact with the connection terminal 30 of the external circuit).
隅肉溶接後に、ステータコア１２の端面から突出した三相コイル１４の部分（コイルエンド）が、金型にインサートされて、コイルエンドに絶縁性の樹脂モールド２２が形成される。本実施形態では、三相コイル１４のコイルエンドと共に動力線１８の端部２６が金型にインサートされ、樹脂モールド２２が形成されている。それにより、樹脂モールド２２の中に動力線１８の端部２６が入り込んでいる。図５に示すように、動力線１８の端部２６から引出線１６側に向かった所定長の動力線１８の部分が、樹脂モールド２２の中に入り込んでいる。樹脂モールド２２が形成された後、動力線１８の反対側の端部２４に設けられた固定金具（端子２０）が外部回路の接続端子３０にボルト締結されている。 After fillet welding, the portion (coil end) of the three-phase coil 14 protruding from the end face of the stator core 12 is inserted into a mold, and an insulating resin mold 22 is formed at the coil end. In the present embodiment, the end 26 of the power line 18 is inserted into the mold together with the coil ends of the three-phase coil 14 to form the resin mold 22. Thereby, the end portion 26 of the power line 18 enters the resin mold 22. As shown in FIG. 5, a portion of the power line 18 having a predetermined length from the end portion 26 of the power line 18 toward the lead wire 16 side enters the resin mold 22. After the resin mold 22 is formed, a fixing fitting (terminal 20) provided at the end 24 on the opposite side of the power line 18 is bolted to the connection terminal 30 of the external circuit.
次に、本実施形態の回転電機のステータ１０の作用効果について説明する。 Next, the effect of the stator 10 of the rotary electric machine of this embodiment is demonstrated.
本実施形態の回転電機のステータ１０は、動力線１８の一方の端部２４が端子２０を介して外部回路の接続端子３０に固定されていることに加えて、他方の端部２６が樹脂モールド２２の中に入り込み固定されている。そのため、車両振動などに対して動力線１８の振動を効果的に抑制することができる。それにより、引出線１６と動力線１８との接続部３８の振動を抑制することができ、接続部３８の破損を抑制することができる。 In the stator 10 of the rotating electrical machine according to the present embodiment, one end 24 of the power line 18 is fixed to the connection terminal 30 of the external circuit via the terminal 20, and the other end 26 is a resin mold. 22 enters and is fixed. Therefore, the vibration of the power line 18 can be effectively suppressed with respect to the vehicle vibration or the like. Thereby, the vibration of the connection part 38 of the leader line 16 and the power line 18 can be suppressed, and the damage of the connection part 38 can be suppressed.
従来、引出線１６と動力線１８とが構成する線の長さが長いため、車両振動などによりそれが大きな振幅で振動し、引出線１６と動力線１８との接続部３８が破損する虞があった。特に、車両振動などに対して共振が発生した際には、接続部３８が非常に大きな振幅で振動する虞があった。しかし、上記したように、本実施形態の回転電機のステータ１０は、動力線１８の両端が固定されることで動力線１８の振動が抑えられるため、動力線１８に形成された引出線１６との接続部３８の破損を抑制できる。特に、本実施形態のように、接続部３８の近傍にある動力線１８の部分が樹脂モールド２２で固定される場合には、接続部３８の振動を効果的に抑制することができ、接続部３８の破損を抑制できる。 Conventionally, since the length of the line formed by the leader line 16 and the power line 18 is long, it may vibrate with a large amplitude due to vehicle vibration or the like, and the connecting portion 38 between the leader line 16 and the power line 18 may be damaged. there were. In particular, when resonance occurs with respect to vehicle vibration or the like, the connecting portion 38 may vibrate with a very large amplitude. However, as described above, the stator 10 of the rotating electrical machine according to the present embodiment suppresses the vibration of the power line 18 by fixing both ends of the power line 18. The breakage of the connecting portion 38 can be suppressed. In particular, when the portion of the power line 18 in the vicinity of the connection portion 38 is fixed by the resin mold 22 as in the present embodiment, the vibration of the connection portion 38 can be effectively suppressed, and the connection portion 38 can be prevented from being damaged.
なお、例えば引出線１６と動力線１８との接続部３８をステータコア１２の端面５６の上側に形成し、接続部３８も樹脂モールド２２の中に入れ込んでもよい。また、その場合には、引出線１６の全体を、樹脂モールド２２の中に入れ込んでもよい。このようにすれば、接続部３８の破損をさらに効果的に抑制することができる。 For example, the connecting portion 38 between the lead wire 16 and the power line 18 may be formed above the end surface 56 of the stator core 12, and the connecting portion 38 may be inserted into the resin mold 22. In that case, the entire leader line 16 may be inserted into the resin mold 22. In this way, the breakage of the connecting portion 38 can be further effectively suppressed.
本実施形態の回転電機のステータ１０は、引出線１６を、動力線１８の側面３４に隅肉溶接する。このように隅肉溶接することにより、図５に示すように、引出線１６のステータコア１２の端面５６からの高さｈが、各相のコイル毎、或いは、回転電機の個体毎にばらついても、動力線１８の側面３４上での隅肉溶接する位置を変えることで、そのばらつきを吸収することが可能である。 In the stator 10 of the rotating electrical machine of the present embodiment, the lead wire 16 is fillet welded to the side surface 34 of the power line 18. By performing fillet welding in this way, as shown in FIG. 5, the height h of the lead wire 16 from the end face 56 of the stator core 12 varies for each coil of each phase or for each individual rotating electrical machine. The variation can be absorbed by changing the fillet weld position on the side surface 34 of the power line 18.
本実施形態の回転電機のステータ１０は、動力線１８の端部２６が樹脂モールド２２の中に入り込んで固定される。そのため、動力線１８の反対側の端部２４にある端子２０が外部回路の接続端子３０に固定される前の製造過程においても、引出線１６と動力線１８との振動が抑制され、接続部３８の破損を抑制することができる。 In the stator 10 of the rotating electrical machine of the present embodiment, the end portion 26 of the power line 18 enters the resin mold 22 and is fixed. Therefore, even in the manufacturing process before the terminal 20 at the end 24 on the opposite side of the power line 18 is fixed to the connection terminal 30 of the external circuit, the vibration of the lead wire 16 and the power line 18 is suppressed, and the connection part 38 can be prevented from being damaged.
以上説明した実施形態では、１相のコイルの引出線は１本であった。しかし、図６に示すように、コイルが並列接続されている場合には、１相のコイルの引出線が２本になり、２本の引出線（例えば図６の１６Ｕ１，１６Ｕ２）が１本の動力線（例えば図６の１８Ｕ）に接続されることになる。その場合には、例えば、図１において、１本目の引出線（例えば図６の１６Ｕ１）を動力線１８の側面３４に隅肉溶接し、２本目の引出線（例えば図６の１６Ｕ２）を動力線１８の反対側の側面３６に隅肉溶接することができる。 In the embodiment described above, there is one lead wire for the one-phase coil. However, as shown in FIG. 6, when the coils are connected in parallel, there are two lead wires for the one-phase coil, and one lead wire (for example, 16U1 and 16U2 in FIG. 6). To the power line (for example, 18U in FIG. 6). In that case, for example, in FIG. 1, the first leader line (for example, 16U1 in FIG. 6) is fillet welded to the side surface 34 of the power line 18, and the second leader line (for example, 16U2 in FIG. 6) is powered. Fillet welds can be made to the side 36 opposite the line 18.
１０ ステータ、１２ ステータコア、１４ 三相コイル、１４Ｕ，１４Ｕ１，１４Ｕ２ Ｕ相コイル、１４Ｖ Ｖ相コイル、１４Ｗ Ｗ相コイル、１６，１６Ｕ，１６Ｕ１，１６Ｕ２，１６Ｖ，１６Ｗ 引出線、１８，１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗ 動力線、２０，２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗ 端子（固定金具）、２２ 樹脂モールド、２４，２６ 端部、３０，３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ 接続端子、３４，３６ 側面、３８，３８Ｕ，３８Ｖ，３８Ｗ 接続部、５０ ヨーク、５２ ティース、５４ スロット、５６ 端面、５８ 導体セグメント、６０ 脚、６２ リード部、６４ リード部の端部、６６ 溶接部。 10 stator, 12 stator core, 14 three-phase coil, 14U, 14U1, 14U2 U-phase coil, 14V V-phase coil, 14W W-phase coil, 16, 16U, 16U1, 16U2, 16V, 16W lead wire, 18, 18U, 18V, 18W power line, 20, 20U, 20V, 20W terminal (fixing bracket), 22 resin mold, 24, 26 end, 30, 30U, 30V, 30W connection terminal, 34, 36 side, 38, 38U, 38V, 38W connection Part, 50 yoke, 52 teeth, 54 slot, 56 end face, 58 conductor segment, 60 legs, 62 lead part, 64 lead part end, 66 welded part.
Claims (1)
前記ステータコアに巻回された三相コイルと、
前記三相コイルの各相のコイルのそれぞれから引き出され、前記ステータコアの軸方向端面から突出し径方向外方に引き出された引出線と、
各相の前記引出線のそれぞれが接続された各相の動力線であり、一方の端部に外部回路の接続端子に接続される端子が設けられた各相の動力線と、
前記ステータコアの軸方向端面から突出した前記三相コイルを覆う絶縁性の樹脂モールドと、を有する回転電機のステータであって、
各相の前記動力線の他方の端部は、前記樹脂モールドの中に入り込み固定されている、
ことを特徴とする回転電機のステータ。 A stator core;
A three-phase coil wound around the stator core;
A lead wire that is drawn from each of the coils of each phase of the three-phase coil, protrudes from the axial end surface of the stator core, and is drawn radially outward;
Each phase power line connected to each of the lead wires of each phase, each phase power line provided with a terminal connected to the connection terminal of the external circuit at one end,
An insulating resin mold that covers the three-phase coil protruding from the axial end surface of the stator core, and a stator for a rotating electrical machine,
The other end of the power line of each phase is fixed in the resin mold.
A stator for a rotating electrical machine.
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| JP (1) | JP2019161716A (en) |
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-
2018
- 2018-03-08 JP JP2018041604A patent/JP2019161716A/en active Pending
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