JP2019180216A - 回転電機のステータ、及び回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】インシュレータに沿って取り回される巻線を配置されるべき案内溝に配置し易くすること。【解決手段】貫通溝41U,41V,41Wのうち一部は、案内溝51U,51V,51Wを複数分断するとともに複数の案内溝51U,51V,51Wの分断面において他の案内溝51U,51V,51Wに対し一部が周方向に凹んでいる。貫通溝41U,41V,41Wを通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内された巻線26は、案内溝51U,51V,51Wによって周方向に案内され、一部が周方向に凹んだ貫通溝41U,41V,41Wにおいては、巻線26は凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内される。【選択図】図5
Description
本発明は、回転電機のステータ、及び回転電機に関する。
回転電機のステータは、円筒状のヨーク、及びヨークの内周面から径方向に延在する複数のティースを有する環状のステータコアを備えている。また、例えば特許文献1のように、ステータは、ステータコアの軸線方向の端面に配置される環状のインシュレータを備えているものがある。各インシュレータは、ステータコアの軸線方向でヨークと当接される円筒状のインシュレータ基部と、インシュレータ基部の内周面から径方向に延在するとともに各ティースに当接される複数のインシュレータ延在部と、を有している。また、ステータは、複数のティース及び複数のインシュレータ延在部のうち当接し合う各組を巻線で巻回することにより形成される複数のコイルを備えている。
例えば特許文献1に記載のステータは、各相のコイルにおいて、ステータコアの周方向に並ぶ同相のコイルであって、且つ周方向に最も近いコイル同士を接続する巻線の一部である接続配線をそれぞれ有している。具体的には、ステータコアのティース及び各インシュレータの各インシュレータ延在部に巻線が巻回されてコイルが形成された後、巻き終わり側の巻線は、コイルからインシュレータのインシュレータ基部よりもインシュレータ基部の径方向外側に引き出される。そして、引き出された巻線は、同相のコイルを形成するインシュレータ延在部及びティースに向けて接続配線として延ばされる。
各相の接続配線は、インシュレータ基部の径方向外側で互いに接触することなく絶縁が確保されている必要がある。例えば特許文献1のインシュレータは、インシュレータ基部の外周面において周方向に延びるように設けられるとともに巻線を周方向に案内する複数の案内溝と、インシュレータ基部を径方向に貫通しつつ案内溝を周方向に分断するとともにインシュレータ基部におけるステータコアとは軸線方向で反対側の端面に開口する複数の貫通溝と、を有している。各貫通溝には、各コイルの巻線が出し入れされる。複数の案内溝は、インシュレータ基部の外周面において、インシュレータの軸線方向に並んでいる。各案内溝には、各相の接続配線がそれぞれ収納されている。
そして、各相の接続配線が各案内溝にそれぞれ収納されていることにより、各相の接続配線が互いに接触することが防止された状態で、各相の接続配線が、インシュレータ基部の径方向外側でステータコアの周方向で2つ置きに存在するティース及び各インシュレータの各インシュレータ延在部に向けて案内される。
また、上述の貫通溝及び案内溝は、各相の接続配線だけでなく、中性点や給電端子に向かう巻線の取り回しにも有用である。
しかしながら、1つの貫通溝が2つ以上の案内溝に連通している場合、接続配線を案内溝に配置する際に、接続配線が、配置されるべき案内溝とは別の案内溝に誤って配置されてしまう場合がある。接続配線が、配置されるべき案内溝とは別の案内溝に配置されてしまうと、異なる相の接続配線と接触してしまったり、異なる相の接続配線を案内溝によって案内できなくなってしまったりする等の問題が発生する。この問題は、各相の接続配線だけでなく、中性点や給電端子に向かう巻線の取り回しについても同様に発生する。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、インシュレータに沿って取り回される巻線を配置されるべき案内溝に配置し易くすることができる回転電機のステータ、及び回転電機を提供することにある。
上記課題を解決する回転電機のステータは、円筒状のヨーク、及び前記ヨークの内周面から径方向に延在する複数のティースを有する環状のステータコアと、前記ステータコアの軸線方向の端面に配置されるとともに、前記ヨークと当接される円筒状のインシュレータ基部、及び前記インシュレータ基部の内周面から径方向に延在するとともに前記各ティースに当接される複数のインシュレータ延在部を有する環状のインシュレータと、前記複数のティース及び前記複数のインシュレータ延在部のうち当接し合う各組を巻線で巻回することにより形成される複数のコイルと、を備えた回転電機のステータであって、前記インシュレータは、前記インシュレータ基部の外周面において周方向に延びるように設けられるとともに前記巻線を周方向に案内する複数の案内溝と、前記インシュレータ基部を径方向に貫通しつつ前記案内溝を周方向に分断するとともに前記インシュレータ基部における前記ステータコアとは前記軸線方向で反対側の端面に開口する複数の貫通溝と、を有し、前記複数の貫通溝のうち一部は、前記案内溝を複数分断するとともに前記複数の案内溝の分断面において他の案内溝に対し一部が周方向に凹んでおり、前記貫通溝を通って前記インシュレータ基部の径方向外側に案内された前記巻線は、前記案内溝によって周方向に案内され、一部が周方向に凹んだ前記貫通溝においては、前記巻線は凹んだ箇所を通って前記インシュレータ基部の径方向外側に案内される。
これによれば、例えば、1つの貫通溝が2つ以上の案内溝に連通している場合であっても、貫通溝を通ってインシュレータ基部の径方向外側に案内された巻線それぞれは、凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部の径方向外側に案内され、配置されるべき案内溝に配置される。よって、巻線が、配置されるべき案内溝とは別の案内溝に配置されてしまうことが回避される。したがって、インシュレータに沿って取り回される巻線を配置されるべき案内溝に配置し易くすることができる。
上記回転電機のステータにおいて、前記巻線の一部であって、前記複数のコイルのうち同相かつ周方向に最も近いコイル同士を接続する接続配線を備え、前記接続配線は、前記複数の貫通溝のうち2つの貫通溝と、前記案内溝において前記2つの貫通溝に挟まれた部位を通って、前記インシュレータ基部の外周面に掛止され、一部が周方向に凹んだ前記貫通溝においては、前記接続配線は凹んだ箇所を通って前記インシュレータ基部の外周面に掛止されるとよい。同相のコイル同士を接続する巻線である接続配線の取り回しは、特に複雑であり、案内溝に対する配置の誤りが起こり易いため、その分、有用である。
上記回転電機のステータにおいて、前記貫通溝のうち一部は、前記複数の案内溝のうち一つに向かって周方向両側に凹んでいるとよい。
これによれば、巻線を貫通溝からインシュレータ基部の周方向のどちらに延ばすかを選択することができるため、巻線の取り回しの自由度を向上させることができる。
これによれば、巻線を貫通溝からインシュレータ基部の周方向のどちらに延ばすかを選択することができるため、巻線の取り回しの自由度を向上させることができる。
上記課題を解決する回転電機は、ロータと、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の回転電機のステータと、を備える。
この発明によれば、インシュレータに沿って取り回される巻線を配置されるべき案内溝に配置し易くすることができる。
以下、回転電機のステータ、及び回転電機を具体化した一実施形態を図1〜図5にしたがって説明する。
図1に示すように、回転電機10は、筒状のステータ11と、ステータ11の内側に配置されるロータ12と、を備えている。ステータ11は、ロータ12を取り囲んでいる。ロータ12は、回転軸13が挿通された状態で回転軸13に固定されるとともに回転軸13と一体的に回転する。ロータ12は、回転軸13に止着された円筒状のロータコア12aを有している。
図1に示すように、回転電機10は、筒状のステータ11と、ステータ11の内側に配置されるロータ12と、を備えている。ステータ11は、ロータ12を取り囲んでいる。ロータ12は、回転軸13が挿通された状態で回転軸13に固定されるとともに回転軸13と一体的に回転する。ロータ12は、回転軸13に止着された円筒状のロータコア12aを有している。
図2及び図3に示すように、ステータ11は、円環状のステータコア21を備えている。ステータコア21は、円筒状のヨーク22、及びヨーク22の内周面22aから径方向に延在する複数のティース23を有している。本実施形態において、ヨーク22の内周面22aからは、15本のティース23が延在している。複数のティース23は、ステータコア21の周方向に間隔をあけて配置されるとともにヨーク22の内周面22aからステータコア21の軸線に向けて延びている。各ティース23におけるヨーク22の内周面22aとは反対側の面23aは、ロータコア12aの外周面に沿った円弧状である。
ステータコア21の軸線方向に位置するヨーク22の両端面22eは平坦面状である。ステータコア21の軸線方向に位置する各ティース23の両端面23eは平坦面状である。ステータコア21の軸線方向におけるヨーク22の長さとステータコア21の軸線方向における各ティース23の長さとは同じである。よって、ヨーク22の端面22e及び各ティース23の端面23eは同一平面上に位置している。ヨーク22の両端面22e及び各ティース23の両端面23eは、ステータコア21の軸線方向に位置する両端面21eを形成している。
各ティース23は、ヨーク22の内周面22aから延在するティース延在部24と、ティース延在部24におけるヨーク22とは反対側の端部からステータコア21の周方向両側に突出する一対のティース鍔部25と、を有している。
図1に示すように、ステータ11は、U相、V相、及びW相のコイル27U,27V,27Wを備えている。各相のコイル27U,27V,27Wの一部分は、ステータコア21の周方向で隣り合うティース23の間に形成された空間であるスロット28をそれぞれ通過している。本実施形態のステータ11は、スロット数が「15」である。
ステータ11は、各スロット28に挿入されるスロット絶縁シート29を備えている。スロット絶縁シート29は、各スロット28を通過する各相のコイル27U,27V,27Wの一部分とステータコア21とを絶縁する。スロット絶縁シート29は、細長帯状のシートを短手方向に沿って略U字状に湾曲させた形状である。スロット絶縁シート29は、その長手方向がステータコア21の軸線方向に一致した状態でスロット28に挿入されている。
スロット絶縁シート29は、スロット28を形成するヨーク22及びティース23に沿って延びている。また、スロット絶縁シート29は、ステータコア21の軸線方向の一端から他端にかけて延びている。スロット絶縁シート29は、ステータコア21の周方向で隣り合うティース鍔部25同士の隙間であるステータコア21のスロットオープン30に対してステータコア21の径方向で重なる部分に開口29aを有している。開口29aは、スロット絶縁シート29の長手方向の一端から他端にかけて延びている。よって、開口29aは、ステータコア21の軸線方向の一端から他端にかけて延びている。
図2及び図3に示すように、ステータ11は、ステータコア21の両端面21eにそれぞれ配置される円環状のインシュレータ31を備えている。各インシュレータ31は、各インシュレータ31の軸線方向がステータコア21の軸線方向に一致した状態で、ステータコア21の端面21eに配置されている。
各インシュレータ31は、円筒状のインシュレータ基部32と、インシュレータ基部32の内周面32aから径方向に延在する複数のインシュレータ延在部33と、各インシュレータ延在部33におけるインシュレータ基部32とは反対側の端部からインシュレータ基部32の周方向両側に突出する一対のインシュレータ鍔部34と、を有している。
インシュレータ基部32は、ステータコア21の軸線方向でヨーク22と対向する位置に配置されている。インシュレータ31の軸線方向に位置するインシュレータ基部32の両端面32eは平坦面状である。インシュレータ基部32の両端面32eの一方は、ヨーク22の端面22eに面接触している。よって、インシュレータ基部32は、ヨーク22と当接される。インシュレータ基部32の外径は、ヨーク22の外径よりも小さい。インシュレータ基部32の内径は、ヨーク22の内径と同じである。
インシュレータ基部32の内周面32aからは、ティース延在部24と同数のインシュレータ延在部33が延在している。各インシュレータ延在部33におけるインシュレータ基部32の周方向の幅は、各ティース延在部24におけるステータコア21の周方向の幅と同じである。複数のインシュレータ延在部33は、インシュレータ基部32の周方向に間隔をあけて配置されるとともにインシュレータ基部32の内周面32aからインシュレータ基部32の軸線に向けて延びている。
各インシュレータ延在部33は、ステータコア21の軸線方向で各ティース延在部24と対向する位置に配置されている。各インシュレータ延在部33は、インシュレータ基部32の内周面32aにおけるインシュレータ基部32の両端面32eの一方の端部から突出する柱状である。インシュレータ31の軸線方向に位置する各インシュレータ延在部33の両端面33eは平坦面状である。そして、各インシュレータ延在部33の両端面33eの一方は、インシュレータ基部32の両端面32eの一方と同一平面上に位置している。
インシュレータ31の軸線方向において、各インシュレータ延在部33の両端面33eの一方側に位置する各インシュレータ鍔部34の端面34eは平坦面状であるとともに、インシュレータ基部32の両端面32eの一方と同一平面上に位置している。各インシュレータ延在部33の両端面33eの一方、及び各インシュレータ鍔部34の端面34eは、各ティース23の端面23eに面接触している。よって、各インシュレータ延在部33は、各ティース23に当接される。
また、各インシュレータ31は、各インシュレータ鍔部34及び各インシュレータ延在部33におけるインシュレータ基部32とは反対側の端部に連続するとともにインシュレータ31の軸線方向においてインシュレータ基部32の両端面32eの他方側に張り出す薄板状の張り出し壁35を有している。各張り出し壁35におけるインシュレータ基部32の周方向の幅は、各インシュレータ鍔部34におけるインシュレータ基部32の周方向の幅と同じである。よって、インシュレータ基部32の周方向両側に位置する各張り出し壁35の縁部は、インシュレータ基部32の周方向に位置する各インシュレータ鍔部34の縁部に連続するとともにインシュレータ31の軸線方向に延びている。各インシュレータ鍔部34におけるインシュレータ基部32側の面34aと、各張り出し壁35におけるインシュレータ基部32側の面35aとは同一面上に位置している。
各インシュレータ31は、インシュレータ基部32の周方向で隣り合うインシュレータ鍔部34及び張り出し壁35同士の隙間である開口36を有している。各インシュレータ31の各開口36は、ステータコア21のスロットオープン30とステータコア21の周方向で一致している。
図3に示すように、ステータコア21の両端面21eからそれぞれ突出する各相のコイル27U,27V,27Wの各コイルエンド27eは、各インシュレータ31において、インシュレータ基部32の周方向で隣り合うインシュレータ延在部33の間に形成されたコイル挿通空間37(図2参照)を通過している。また、各コイルエンド27eは、各インシュレータ31において、インシュレータ基部32の内周面32aと各張り出し壁35との間であって、且つ各インシュレータ延在部33の両端面33eの他方側(各インシュレータ延在部33におけるステータコア21とは反対側)に位置する空間を通過している。
各コイルエンド27eは、各インシュレータ31のインシュレータ基部32に接触することによって、インシュレータ基部32における径方向外側への移動が規制されている。また、各コイルエンド27eは、各インシュレータ31において、各インシュレータ鍔部34におけるインシュレータ基部32側の面34a、及び各張り出し壁35におけるインシュレータ基部32側の面35aに接触することによって、インシュレータ基部32における径方向内側への移動が規制されている。各コイルエンド27eは、各インシュレータ31の各インシュレータ延在部33によって、ステータコア21の各ティース23と絶縁されている。
各相のコイル27U,27V,27Wは、例えば、巻線用ノズルを、各インシュレータ31の開口36、スロットオープン30、及びスロット絶縁シート29の開口29aを通過させながら、各ティース延在部24及び各インシュレータ31の各インシュレータ延在部33に巻線26を集中巻きで巻回することにより形成される。よって、各相のコイル27U,27V,27Wは、複数のティース23及び複数のインシュレータ延在部33のうち当接し合う各組を巻線26で巻回することにより形成されている。
各相のコイル27U,27V,27Wは、ステータコア21の周方向で2つ置きにそれぞれ配置されている。各スロット28においてステータコア21の周方向で隣り合うコイル27U,27V,27W同士は互いに異なる相である。
図2に示すように、二つのインシュレータ31の一方には、巻線26が引き出される複数の貫通溝41U,41V,41Wが形成されている。インシュレータ31には、各貫通溝41U,41V,41Wが5つずつ形成されている。複数の貫通溝41U,41V,41Wは、インシュレータ基部32におけるステータコア21とは反対側の端面32eからインシュレータ31の軸線方向に延びるとともにインシュレータ基部32を径方向に貫通している。
また、インシュレータ基部32の外周面32bには、巻線26を周方向に案内する3つの案内溝51U,51V,51Wが形成されている。3つの案内溝51U,51V,51Wは、インシュレータ基部32の外周面32bにおいて周方向に延びるように設けられるとともにインシュレータ基部32の外周面32bの全周に亘って延びている。3つの案内溝51U,51V,51Wは、インシュレータ基部32の外周面32bにインシュレータ31の軸線方向に並んで設けられている。3つの案内溝51U,51V,51Wは、インシュレータ基部32に対して非貫通である。
インシュレータ基部32を側面視すると、3つの案内溝51U,51V,51Wは互いに平行に延びている。案内溝51Uは、インシュレータ31の軸線方向において、各案内溝51V,51Wよりもインシュレータ基部32の端面32eから離間した位置に配置されている。案内溝51Vは、インシュレータ31の軸線方向において、案内溝51Wよりもインシュレータ基部32の端面32eから離間した位置に配置されている。
図4に示すように、各貫通溝41U,41V,41Wにおけるインシュレータ基部32の端面32eからの長さL1,L2,L3は、それぞれ異なっている。各貫通溝41Uの長さL1は、各貫通溝41V,41Wの長さL2,L3よりも長い。各貫通溝41Vの長さL2は、各貫通溝41Wの長さL3よりも長い。各貫通溝41Uは、インシュレータ基部32の周方向において各貫通溝41V,41Wの間に配置されている。各貫通溝41Vは、インシュレータ基部32の周方向において各貫通溝41U,41Wの間に配置されている。各貫通溝41Wは、インシュレータ基部32の周方向において各貫通溝41U,41Vの間に配置されている。
図2に示すように、インシュレータ基部32の周方向で隣り合う各貫通溝41U,41V,41W同士の間隔は、インシュレータ基部32の周方向で隣り合うインシュレータ延在部33同士の間隔と同じである。インシュレータ31を軸線方向から見たとき、各貫通溝41U,41V,41Wは、各インシュレータ延在部33に対してインシュレータ基部32の径方向で重なっている。
図5(a)に示すように、各貫通溝41Uは、インシュレータ基部32の端面32eからインシュレータ31の軸線方向に延びる直線溝42Uと、直線溝42Uからインシュレータ基部32の周方向に延びる延在溝43Uと、を有している。
各貫通溝41Uは、一対の第1側面411U、一対の段差面412U、一対の第2側面413U、及び底面414Uにより形成されている。一対の第1側面411Uは、インシュレータ基部32の端面32eからインシュレータ31の軸線方向に互いに平行に延びる平坦面状である。一対の段差面412Uは、各第1側面411Uにおけるインシュレータ基部32の端面32eとは反対側の端縁からインシュレータ基部32の周方向において互いに離間する方向へ延びる平坦面状である。一対の第2側面413Uは、各段差面412Uにおける各第1側面411Uとは反対側の端縁からインシュレータ31の軸線方向で各第1側面411Uとは反対側に向けて互いに平行に延びる平坦面状である。底面414Uは、インシュレータ基部32の周方向に延びるとともに一対の第2側面413Uにおける各段差面412Uとは反対側の端縁同士を連結する平坦面状である。
そして、各貫通溝41Uの直線溝42Uは、一対の第1側面411U、及び底面414Uにおける各段差面412Uとインシュレータ31の軸線方向で対向する部分を除く部位によって形成されている。各貫通溝41Uの延在溝43Uは、各段差面412U、各第2側面413U、及び底面414Uにおける各段差面412Uとインシュレータ31の軸線方向で対向する部位によって形成されている。したがって、延在溝43Uは、直線溝42Uからインシュレータ基部32の周方向両側にそれぞれ延びている。
一対の第1側面411Uは、2つの案内溝51V,51Wを横切るようにインシュレータ基部32の端面32eからインシュレータ31の軸線方向に延びている。よって、各貫通溝41Uの直線溝42Uは、2つの案内溝51V,51Wを横切るようにインシュレータ基部32の端面32eからインシュレータ31の軸線方向に延びており、2つの案内溝51V,51Wに連通している。一対の段差面412Uは、案内溝51Uにおけるインシュレータ基部32の端面32e側の側面511Uに連続している。一対の第2側面413Uは、案内溝51Uの底面512Uに連続している。底面414Uは、案内溝51Uにおけるインシュレータ基部32の端面32eとは反対側の側面513Uに連続している。よって、各貫通溝41Uの各延在溝43Uは、案内溝51Uに連通している。したがって、各貫通溝41Uは、3つの案内溝51U,51V,51W全てに連通している。
各貫通溝41Uは、インシュレータ基部32を径方向に貫通しつつ3つの案内溝51U,51V,51Wを周方向に分断するとともにインシュレータ基部32におけるステータコア21とは軸線方向で反対側の端面32eに開口している。そして、各貫通溝41Uの一対の第1側面411U及び一対の第2側面413Uは、3つの案内溝51U,51V,51Wの分断面であり、その分断面の一部が2つの案内溝51V,51Wに対し周方向に凹んでいる。各貫通溝41Uのうち一部は、3つの案内溝51U,51V,51Wのうち一つの案内溝51Uに向かって周方向両側に凹んでいる。
図5(b)に示すように、各貫通溝41Vは、インシュレータ基部32の端面32eからインシュレータ31の軸線方向に延びる直線溝42Vと、直線溝42Vからインシュレータ基部32の周方向に延びる延在溝43Vと、を有している。
各貫通溝41Vは、一対の第1側面411V、一対の段差面412V、一対の第2側面413V、及び底面414Vにより形成されている。一対の第1側面411Vは、インシュレータ基部32の端面32eからインシュレータ31の軸線方向に互いに平行に延びる平坦面状である。一対の段差面412Vは、各第1側面411Vにおけるインシュレータ基部32の端面32eとは反対側の端縁からインシュレータ基部32の周方向において互いに離間する方向へ延びる平坦面状である。一対の第2側面413Vは、各段差面412Vにおける各第1側面411Vとは反対側の端縁からインシュレータ31の軸線方向で各第1側面411Vとは反対側に向けて互いに平行に延びる平坦面状である。底面414Vは、インシュレータ基部32の周方向に延びるとともに一対の第2側面413Vにおける各段差面412Vとは反対側の端縁同士を連結する平坦面状である。
そして、各貫通溝41Vの直線溝42Vは、一対の第1側面411V、及び底面414Vにおける各段差面412Vとインシュレータ31の軸線方向で対向する部分を除く部位によって形成されている。各貫通溝41Vの延在溝43Vは、各段差面412V、各第2側面413V、及び底面414Vにおける各段差面412Vとインシュレータ31の軸線方向で対向する部位によって形成されている。したがって、延在溝43Vは、直線溝42Vからインシュレータ基部32の周方向両側にそれぞれ延びている。
一対の第1側面411Vは、案内溝51Wを横切るようにインシュレータ基部32の端面32eからインシュレータ31の軸線方向に延びている。よって、各貫通溝41Vの直線溝42Vは、案内溝51Wを横切るようにインシュレータ基部32の端面32eからインシュレータ31の軸線方向に延びており、案内溝51Wに連通している。一対の段差面412Vは、案内溝51Vにおけるインシュレータ基部32の端面32e側の側面511Vに連続している。一対の第2側面413Vは、案内溝51Vの底面512Vに連続している。底面414Vは、案内溝51Vにおけるインシュレータ基部32の端面32eとは反対側の側面513Vに連続している。よって、各貫通溝41Vの各延在溝43Vは、案内溝51Vに連通している。したがって、各貫通溝41Vは、2つの案内溝51V,51Wに連通している。
各貫通溝41Vは、インシュレータ基部32を径方向に貫通しつつ2つの案内溝51V,51Wを周方向に分断するとともにインシュレータ基部32におけるステータコア21とは軸線方向で反対側の端面32eに開口している。そして、各貫通溝41Vの一対の第1側面411V及び一対の第2側面413Vは、2つの案内溝51V,51Wの分断面であり、その分断面の一部が案内溝51Wに対し周方向に凹んでいる。各貫通溝41Vのうち一部は、3つの案内溝51U,51V,51Wのうち一つの案内溝51Vに向かって周方向両側に凹んでいる。
図5(c)に示すように、各貫通溝41Wは、インシュレータ基部32の端面32eからインシュレータ31の軸線方向に延びる直線溝42Wと、直線溝42Wからインシュレータ基部32の周方向に延びる延在溝43Wと、を有している。
各貫通溝41Wは、一対の第1側面411W、一対の段差面412W、一対の第2側面413W、及び底面414Wにより形成されている。一対の第1側面411Wは、インシュレータ基部32の端面32eからインシュレータ31の軸線方向に互いに平行に延びる平坦面状である。一対の段差面412Wは、各第1側面411Wにおけるインシュレータ基部32の端面32eとは反対側の端縁からインシュレータ基部32の周方向において互いに離間する方向へ延びる平坦面状である。一対の第2側面413Wは、各段差面412Wにおける各第1側面411Wとは反対側の端縁からインシュレータ31の軸線方向で各第1側面411Wとは反対側に向けて互いに平行に延びる平坦面状である。底面414Wは、インシュレータ基部32の周方向に延びるとともに一対の第2側面413Wにおける各段差面412Wとは反対側の端縁同士を連結する平坦面状である。
そして、各貫通溝41Wの直線溝42Wは、一対の第1側面411W、及び底面414Wにおける各段差面412Wとインシュレータ31の軸線方向で対向する部分を除く部位によって形成されている。各貫通溝41Wの延在溝43Wは、各段差面412W、各第2側面413W、及び底面414Wにおける各段差面412Wとインシュレータ31の軸線方向で対向する部位によって形成されている。したがって、延在溝43Wは、直線溝42Wからインシュレータ基部32の周方向両側にそれぞれ延びている。
一対の段差面412Wは、案内溝51Wにおけるインシュレータ基部32の端面32e側の側面511Wに連続している。一対の第2側面413Wは、案内溝51Wの底面512Wに連続している。底面414Wは、案内溝51Wにおけるインシュレータ基部32の端面32eとは反対側の側面513Wに連続している。よって、各貫通溝41Wの各延在溝43Wは、案内溝51Wに連通している。したがって、各貫通溝41Wは、案内溝51Wに連通している。
各貫通溝41Wは、インシュレータ基部32を径方向に貫通しつつ案内溝51Wを周方向に分断するとともにインシュレータ基部32におけるステータコア21とは軸線方向で反対側の端面32eに開口している。そして、各貫通溝41Wの一対の第1側面411W及び一対の第2側面413Wは、案内溝51Wの分断面であり、その分断面の一部が案内溝51Wに対し周方向に凹んでいる。各貫通溝41Wのうち一部は、3つの案内溝51U,51V,51Wのうち一つの案内溝51Wに向かって周方向両側に凹んでいる。
図5(a)に示すように、コイル27Uは、ティース延在部24及び各インシュレータ31の各インシュレータ延在部33に巻線26が巻回されてコイル27Uが形成された後、巻き終わり側の巻線26が、貫通溝41Uを介してインシュレータ基部32よりもインシュレータ基部32の径方向外側に引き出される。貫通溝41Uから引き出された巻線26は、直線溝42Uを形成する一対の第1側面411Uの一方に沿って一対の延在溝43Uの一方に向けて移動し、一対の第2側面413Uの一方に引っ掛けられる。そして、巻線26は、第2側面413Uと案内溝51Uの底面512Uとの角部を基点に案内溝51Uに向けて折り曲げられて、案内溝51Uに収納される。案内溝51Uに収納された巻線26は、インシュレータ基部32の径方向外側でステータコア21の周方向に延び、インシュレータ基部32の周方向で次に存在する貫通溝41Uを介してインシュレータ延在部33に向けて延びる。したがって、貫通溝41Uを通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内された巻線26は、案内溝51Uによって周方向に案内され、一部が周方向に凹んだ貫通溝41Uにおいては、巻線26は凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内される。
そして、ティース延在部24及び各インシュレータ31の各インシュレータ延在部33に巻線26が巻回されてコイル27Uが形成される。これが繰り返し行われることにより、2つ置きに配置されるコイル27Uが形成される。したがって、各貫通溝41Uには、コイル27Uの巻線26が出し入れされる。本実施形態のコイル27Uは直列巻きである。案内溝51Uに収納された巻線26の一部は、複数のコイル27Uのうちステータコア21の周方向に最も近いコイル27U同士を接続する接続配線271U(渡り配線)である。各貫通溝41Uのうち一部は、3つの案内溝51U,51V,51Wのうち、接続配線271Uが配置されるべき案内溝51Uに向かって周方向両側に凹んでいる。接続配線271Uは、複数の貫通溝41Uのうち2つの貫通溝41Uと、案内溝51Uにおいて2つの貫通溝41Uに挟まれた部位を通って、インシュレータ基部32の外周面32bに掛止されている。そして、一部が周方向に凹んだ貫通溝41Uにおいては、接続配線271Uは凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の外周面32bに掛止されている。
図5(b)に示すように、コイル27Vは、ティース延在部24及び各インシュレータ31の各インシュレータ延在部33に巻線26が巻回されてコイル27Vが形成された後、巻き終わり側の巻線26が、貫通溝41Vを介してインシュレータ基部32よりもインシュレータ基部32の径方向外側に引き出される。貫通溝41Vから引き出された巻線26は、直線溝42Vを形成する一対の第1側面411Vの一方に沿って一対の延在溝43Vの一方に向けて移動し、一対の第2側面413Vの一方に引っ掛けられる。そして、巻線26は、第2側面413Vと案内溝51Vの底面512Vとの角部を基点に案内溝51Vに向けて折り曲げられて、案内溝51Vに収納される。案内溝51Vに収納された巻線26は、インシュレータ基部32の径方向外側でステータコア21の周方向に延び、インシュレータ基部32の周方向で次に存在する貫通溝41Vを介してインシュレータ延在部33に向けて延びる。したがって、貫通溝41Vを通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内された巻線26は、案内溝51Vによって周方向に案内され、一部が周方向に凹んだ貫通溝41Vにおいては、巻線26は凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内される。
そして、ティース延在部24及び各インシュレータ31の各インシュレータ延在部33に巻線26が巻回されてコイル27Vが形成される。これが繰り返し行われることにより、2つ置きに配置されるコイル27Vが形成される。したがって、各貫通溝41Vには、コイル27Vの巻線26が出し入れされる。本実施形態のコイル27Vは直列巻きである。案内溝51Vに収納された巻線26の一部は、複数のコイル27Vのうちステータコア21の周方向に最も近いコイル27V同士を接続する接続配線271V(渡り配線)である。各貫通溝41Vのうち一部は、3つの案内溝51U,51V,51Wのうち、接続配線271Vが配置されるべき案内溝51Vに向かって周方向両側に凹んでいる。接続配線271Vは、複数の貫通溝41Vのうち2つの貫通溝41Vと、案内溝51Vにおいて2つの貫通溝41Vに挟まれた部位を通って、インシュレータ基部32の外周面32bに掛止されている。そして、一部が周方向に凹んだ貫通溝41Vにおいては、接続配線271Vは凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の外周面32bに掛止されている。
図5(c)に示すように、コイル27Wは、ティース延在部24及び各インシュレータ31の各インシュレータ延在部33に巻線26が巻回されてコイル27Wが形成された後、巻き終わり側の巻線26が、貫通溝41Wを介してインシュレータ基部32よりもインシュレータ基部32の径方向外側に引き出される。貫通溝41Wから引き出された巻線26は、直線溝42Wを形成する一対の第1側面411Wの一方に沿って一対の延在溝43Wの一方に向けて移動し、一対の第2側面413Wの一方に引っ掛けられる。そして、巻線26は、第2側面413Wと案内溝51Wの底面512Wとの角部を基点に案内溝51Wに向けて折り曲げられて、案内溝51Wに収納される。案内溝51Wに収納された巻線26は、インシュレータ基部32の径方向外側でステータコア21の周方向に延び、インシュレータ基部32の周方向で次に存在する貫通溝41Wを介してインシュレータ延在部33に向けて延びる。したがって、貫通溝41Wを通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内された巻線26は、案内溝51Wによって周方向に案内され、一部が周方向に凹んだ貫通溝41Wにおいては、巻線26は凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内される。
そして、ティース延在部24及び各インシュレータ31の各インシュレータ延在部33に巻線26が巻回されてコイル27Wが形成される。これが繰り返し行われることにより、2つ置きに配置されるコイル27Wが形成される。したがって、各貫通溝41Wには、コイル27Wの巻線26が出し入れされる。本実施形態のコイル27Wは直列巻きである。案内溝51Wに収納された巻線26の一部は、複数のコイル27Wのうちステータコア21の周方向に最も近いコイル27W同士を接続する接続配線271W(渡り配線)である。各貫通溝41Wのうち一部は、3つの案内溝51U,51V,51Wのうち、接続配線271Wが配置されるべき案内溝51Wに向かって周方向両側に凹んでいる。接続配線271Wは、複数の貫通溝41Wのうち2つの貫通溝41Wと、案内溝51Wにおいて2つの貫通溝41Wに挟まれた部位を通って、インシュレータ基部32の外周面32bに掛止されている。そして、一部が周方向に凹んだ貫通溝41Wにおいては、接続配線271Wは凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の外周面32bに掛止されている。
各相のコイル27U,27V,27Wの巻線26の巻き始め端部は、対応する図示しない給電端子に電気的に接続されている。また、各相のコイル27U,27V,27Wの巻線26の巻き終わり端部は、図示しない中性点連結部において相互に電気的に接続されている。それぞれの巻き始め端部、及び巻き終わり端部に繋がる各相のコイル27U,27V,27Wの巻線26も貫通溝41U,41V,41Wを介して引き出され、案内溝51U,51V,51Wの内部に収容されている。そして、各相のコイル27U,27V,27Wに電流が流れることによって、ロータ12と回転軸13とが一体的に回転する。
次に、本実施形態の作用について説明する。
各貫通溝41Uが3つの案内溝51U,51V,51W全てに連通していても、各貫通溝41Uを通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内された巻線26は、凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内され、配置されるべき案内溝51Uに接続配線271Uとして配置される。また、各貫通溝41Vが、2つの案内溝51V,51Wに連通していても、各貫通溝41Vを通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内された巻線26は、凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内され、配置されるべき案内溝51Uに接続配線271Vとして配置される。
各貫通溝41Uが3つの案内溝51U,51V,51W全てに連通していても、各貫通溝41Uを通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内された巻線26は、凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内され、配置されるべき案内溝51Uに接続配線271Uとして配置される。また、各貫通溝41Vが、2つの案内溝51V,51Wに連通していても、各貫通溝41Vを通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内された巻線26は、凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内され、配置されるべき案内溝51Uに接続配線271Vとして配置される。
各案内溝51U,51V,51Wに配置された各接続配線271U,271V,271Wは、各案内溝51U,51V,51Wにそれぞれ収納されているため、各相の接続配線271U,271V,271Wが互いに接触することが防止されている。よって、各相の接続配線271U,271V,271Wは、インシュレータ基部32の径方向外側で互いに接触することなく絶縁が確保されている。
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)貫通溝41U,41Vのように、2つ以上の案内溝51U,51V,51Wに連通している場合であっても、各貫通溝41U,41Vを通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内された巻線26それぞれは、凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内され、配置されるべき案内溝51U,51Vに配置される。よって、巻線26が、配置されるべき案内溝51U,51Vとは別の案内溝51U,51V,51Wに配置されてしまうことが回避される。したがって、インシュレータ31に沿って取り回される巻線26を配置されるべき案内溝51U,51V,51Wに配置し易くすることができる。なお、この効果は、接続配線271U,271V,271Wに限らず、給電端子または中性点連結部に繋がる巻線についても同様に発揮される。
(1)貫通溝41U,41Vのように、2つ以上の案内溝51U,51V,51Wに連通している場合であっても、各貫通溝41U,41Vを通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内された巻線26それぞれは、凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の径方向外側に案内され、配置されるべき案内溝51U,51Vに配置される。よって、巻線26が、配置されるべき案内溝51U,51Vとは別の案内溝51U,51V,51Wに配置されてしまうことが回避される。したがって、インシュレータ31に沿って取り回される巻線26を配置されるべき案内溝51U,51V,51Wに配置し易くすることができる。なお、この効果は、接続配線271U,271V,271Wに限らず、給電端子または中性点連結部に繋がる巻線についても同様に発揮される。
(2)接続配線271Uは、複数の貫通溝41Uのうち2つの貫通溝41Uと、案内溝51Uにおいて2つの貫通溝41Uに挟まれた部位を通って、インシュレータ基部32の外周面に掛止され、一部が周方向に凹んだ貫通溝41Uにおいては、接続配線271Uは凹んだ箇所を通ってインシュレータ基部32の外周面32bに掛止されている。接続配線271V,271Wについても同様である。同相のコイル27U,27V,27W同士を接続する巻線26である接続配線271U,271V,271Wの取り回しは、特に複雑であり、案内溝51U,51V,51Wに対する配置の誤りが起こり易いため、その分、有用である。
(3)貫通溝41U,41V,41Wのうち一部は、案内溝51U,51V,51Wのうち一つに向かって周方向両側に凹んでいる。これによれば、巻線26を貫通溝41U,41V,41Wからインシュレータ基部32の周方向のどちらに延ばすかを選択することができるため、巻線26の取り回しの自由度を向上させることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図6(a)に示すように、例えば、貫通溝41Uのうち一部は、案内溝51Uに向かって周方向両側の一方にのみ凹んでいてもよい。また、図6(b)に示すように、例えば、貫通溝41Uのうち一部は、案内溝51Uに向かって周方向両側の他方にのみ凹んでいてもよい。要は、貫通溝41U,41V,41Wのうち一部は、案内溝51U,51V,51Wに向かって周方向両側の少なくとも一方に凹んでいればよい。
○ 図6(a)に示すように、例えば、貫通溝41Uのうち一部は、案内溝51Uに向かって周方向両側の一方にのみ凹んでいてもよい。また、図6(b)に示すように、例えば、貫通溝41Uのうち一部は、案内溝51Uに向かって周方向両側の他方にのみ凹んでいてもよい。要は、貫通溝41U,41V,41Wのうち一部は、案内溝51U,51V,51Wに向かって周方向両側の少なくとも一方に凹んでいればよい。
○ 実施形態において、例えば、案内溝が、インシュレータ基部32の外周面32bから突出するとともに周方向かつ軸線方向に並ぶ複数の突起の軸線方向の間隙によって形成されていてもよい。
○ 実施形態において、各貫通溝41V,41Wにおけるインシュレータ基部32の端面32eからの長さL2,L3が、各貫通溝41Uにおけるインシュレータ基部32の端面32eからの長さL1と同じであってもよい。
○ 実施形態において、各相の接続配線271U,271V,271Wにおけるインシュレータ31の軸線方向での位置関係は、適宜変更してもよい。
○ 実施形態において、各貫通溝41Wにおいて、延在溝43Wを削除してもよい。実施形態では、各貫通溝41Wは、案内溝51Wにのみ連通しているため、延在溝43Wを削除したとしても、接続配線271Wが、配置されるべき案内溝51Wとは別の案内溝51U,51Vに配置されてしまうことが無い。
○ 実施形態において、各貫通溝41Wにおいて、延在溝43Wを削除してもよい。実施形態では、各貫通溝41Wは、案内溝51Wにのみ連通しているため、延在溝43Wを削除したとしても、接続配線271Wが、配置されるべき案内溝51Wとは別の案内溝51U,51Vに配置されてしまうことが無い。
○ 実施形態において、二つのインシュレータ31の双方に、複数の貫通溝41U,41V,41W、及び案内溝51U,51V,51Wが形成されていてもよい。そして、例えば、二つのインシュレータ31の一方の各貫通溝41U,41V,41Wを介してティース延在部24及び各インシュレータ31の各インシュレータ延在部33に巻線26が巻回されてコイル27U,27V,27Wが形成された後、二つのインシュレータ31の他方の各貫通溝41U,41V,41Wから巻線26が引き出されてもよい。
○ 実施形態において、例えば、コイル27Uは、ステータコア21の周方向で最も近くに配置される同相の二つのコイル27Uの一方の巻線26の巻き終わり端部と、二つのコイル27Uの他方の巻線26の巻き始め端部とを互いに接続配線とし、両接続配線を給電端子を介して電気的に接続してもよい。そして、二つのコイル27Uの一方の巻線26の巻き始め端部と、二つのコイル27Uの他方の巻線26の巻き終わり端部とを中性点連結部において相互に電気的に接続するようにして、コイル27Uを並列巻きにしてもよい。要は、各相のコイル27U,27V,27Wが並列巻きであってもよい。
10…回転電機、11…ステータ、12…ロータ、21…ステータコア、21e…端面、22…ヨーク、22a…内周面、23…ティース、26…巻線、27U,27V,27W…コイル、31…インシュレータ、32…インシュレータ基部、32b…外周面、32e…端面、33…インシュレータ延在部、41U,41V,41W…貫通溝、51U,51V,51W…案内溝、271U,271V,271W…接続配線、411U,411V,411W…分断面である第1側面、413U,413V,413W…分断面である第2側面。
Claims (4)
- 円筒状のヨーク、及び前記ヨークの内周面から径方向に延在する複数のティースを有する環状のステータコアと、
前記ステータコアの軸線方向の端面に配置されるとともに、前記ヨークと当接される円筒状のインシュレータ基部、及び前記インシュレータ基部の内周面から径方向に延在するとともに前記各ティースに当接される複数のインシュレータ延在部を有する環状のインシュレータと、
前記複数のティース及び前記複数のインシュレータ延在部のうち当接し合う各組を巻線で巻回することにより形成される複数のコイルと、を備えた回転電機のステータであって、
前記インシュレータは、
前記インシュレータ基部の外周面において周方向に延びるように設けられるとともに前記巻線を周方向に案内する複数の案内溝と、
前記インシュレータ基部を径方向に貫通しつつ前記案内溝を周方向に分断するとともに前記インシュレータ基部における前記ステータコアとは前記軸線方向で反対側の端面に開口する複数の貫通溝と、を有し、
前記複数の貫通溝のうち一部は、前記案内溝を複数分断するとともに前記複数の案内溝の分断面において他の案内溝に対し一部が周方向に凹んでおり、
前記貫通溝を通って前記インシュレータ基部の径方向外側に案内された前記巻線は、前記案内溝によって周方向に案内され、一部が周方向に凹んだ前記貫通溝においては、前記巻線は凹んだ箇所を通って前記インシュレータ基部の径方向外側に案内されることを特徴とする回転電機のステータ。 - 前記巻線の一部であって、前記複数のコイルのうち同相かつ周方向に最も近いコイル同士を接続する接続配線を備え、
前記接続配線は、前記複数の貫通溝のうち2つの貫通溝と、前記案内溝において前記2つの貫通溝に挟まれた部位を通って、前記インシュレータ基部の外周面に掛止され、
一部が周方向に凹んだ前記貫通溝においては、前記接続配線は凹んだ箇所を通って前記インシュレータ基部の外周面に掛止されることを特徴とする請求項1に記載の回転電機のステータ。 - 前記貫通溝のうち一部は、前記複数の案内溝のうち一つに向かって周方向両側に凹んでいることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転電機のステータ。
- ロータと、
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の回転電機のステータと、を備えることを特徴とする回転電機。
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