JP2020089235A - モータのステータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコイルの断面積を容易に変更可能なステータの製造方法を提供する。【解決手段】絶縁紙３０は、細長形状の複数の細長部３４を有する。細長部３４の上に、１又は複数の銅板４０が揃えて重ね合わされ、積層セグメント４２が形成される。複数の積層セグメント４２は、ステータコア１０のスロット２４内に、その積層方向がステータコア１０の径方向となるように並べられる。ステータコア１０の端面から軸方向外側に突出した、複数の積層セグメント４２の銅板４０の端部４０ａ同士が、バスバ５０で接続される。【選択図】図３

Description

本発明は、モータのステータの製造方法に関し、特に、ステータコアのティースに巻き回されるステータコイルの組み立て方法に関する。

モータは、ステータ（固定子）とロータ（回転子）から構成される。ステータは、複数のスロットを有するステータコアとステータコイルとを含み、複数のスロットにステータコイルが挿通されることでステータが形成される。

従来、モータの性能（例えばトルク）などに応じて設計されたステータコイルがステータコアに巻き回されていた。例えば、特許文献１には、所定の形状に形成された複数のセグメントコイルを接続することで、ステータコアに巻き回されたステータコイルを形成する方法が開示されている。

特開２０１７−８５８０６号公報

ところで、モータの性能の変更する場合、あるいは、複数のセグメントコイルを接続する接続部材が変更になった場合など、ステータコイルの断面積（短手方向断面積）の変更が必要になる場合があった。そのような場合、従来では、ステータコイルを新たに設計しなければならなかった。ステータコイルを新たに設計する場合、設計費などのコストがかかるし、設計のための時間も必要となってしまう。

本発明の目的は、ステータコイルの断面積を容易に変更可能なステータの製造方法を提供することにある。

本発明は、円環状のヨーク、前記ヨークから径方向内側に突出する複数のティース、及び各前記ティースの間に形成された、ステータコイルが収容される複数のスロットを有するステータコアを含むモータのステータの製造方法であって、絶縁体で形成された細長形状の絶縁紙と、導電体で形成された細長形状の１又は複数の導電板と、を揃えて重ね合わせることで積層セグメントを形成し、前記積層セグメントの積層方向が前記ステータコアの径方向となるように、複数の前記積層セグメントを前記スロット内に並べ、前記ステータコアの端面から軸方向外側に突出した、複数の前記積層セグメントの前記導電板の端部同士を接続することで前記ステータコイルを形成する、ことを特徴とするモータのステータの製造方法である。

上記構成によれば、絶縁紙に重ね合わせる導電板の枚数を変更することで、ステータコイルの断面積を変更することができる。絶縁紙に重ね合わせる導電板の枚数は容易に変更可能であるため、容易にステータコイルの断面積を変更することができる。具体的には、導電板を新たに設計する必要なく、ステータコイルの断面積を変更することができる。

本発明によれば、ステータコイルの断面積を容易に変更可能なステータの製造方法を提供することができる。

本実施形態に係るモータのステータコアの斜視図である。 絶縁紙の平面図である。 絶縁紙に銅板が重ねられた様子を示す平面図である。 図３のＡ−Ａ方向から見た積層セグメントの断面図である。 他の積層セグメントを示す断面図である。 複数の積層セグメントがスロット内に並べられた様子を示す断面図である。 各スロット内に複数の積層セグメントが並べられた状態を示すステータコアの軸方向端部の斜視図である。 ２つの銅板の端部がバスバーで接続された様子を示す斜視図である。

図１は、本実施形態に係るモータのステータコア１０の斜視図である。ステータコア１０は、円環状のヨーク２０と、ヨーク２０から径方向内側に突出する複数のティース２２とを含んでいる。ステータコア１０の周方向に隣接するティース２２間には、後述のステータコイルが収容されるスロット２４が形成されている。

ティース２２にステータコイルが巻き回され、スロット２４にステータコイルが収容されることでステータが形成される。ステータは、ロータ（不図示）と組み合わされてモータを構成する。なお、本実施形態に係るモータは、ハイブリッドカーや電気自動車などの、モータを駆動源とする電動車両に搭載されるものである。

以下、本実施形態に係るステータコイルの組み立て方法について説明する。

図２は、絶縁紙３０の平面図である。絶縁紙３０は、樹脂などの絶縁体で形成されており、本実施形態ではポリエチレンナフタレートで形成されている。図２に示される通り、絶縁紙３０は、平面視ではしご状の形状を有している。具体的には、平面視で外形が矩形の絶縁紙３０には、絶縁紙３０の長手方向に並ぶ、短手方向に延びる細長矩形の複数の穴３２が設けられている。これにより、絶縁紙３０は、短手方向に延びる細長形状の複数の細長部３４、複数の細長部３４の一端が接続される長手方向に延びる枠部３６、及び、複数の細長部３４の他端が接続される長手方向に延びる枠部３８を含んで構成される。

ステータコイルを構成する導電板が絶縁紙３０の上に重ねられる。導電板は、導電体で形成されており細長板状となっている。本実施形態では、導電板は銅で形成され、すなわち銅板となっている。

図３は、絶縁紙３０の上に銅板４０が重ね合わされた様子を示す平面図である。図３に示すように、銅板４０は、絶縁紙３０の細長部３４の上に揃えて重ね合わされる。揃えて重ね合わされた細長部３４及び銅板４０は接着される。また、銅板４０の長手方向の端部４０ａは、枠部３６，３８からはみ出している。すなわち、銅板４０の端部４０ａは絶縁紙３０に重ねられていない。

絶縁紙３０（細長部３４）の上に銅板４０が重ね合わされることで、細長部３４と銅板４０とが積層した積層セグメント４２が形成される。図４及び図５は、図３のＡ−Ａ方向から見た積層セグメント４２の断面図である。図４に示すように、積層セグメント４２は、細長部３４の上に１枚の銅板４０を重ね合わせたものであってもよいが、図５に示すように、積層セグメント４２は、細長部３４の上に複数の銅板４０を重ね合わせたものであってもよい。

図３に示す通り、絶縁紙３０が有する複数の細長部３４の上にそれぞれ銅板４０が重ね合わされ、複数の積層セグメント４２が形成される。１枚の絶縁紙３０の複数の細長部３４の上に複数の銅板４０が重ね合わされたものを積層セグメントセット４４と呼ぶ。このような積層セグメントセット４４が複数形成される。

次に、複数の積層セグメント４２は、ステータコア１０のスロット２４内に、その積層方向がステータコア１０の径方向となるように並べられる。図６は、各スロット２４内に複数の積層セグメント４２が並べられた様子を示す断面図である。本実施形態では、積層セグメントセット４４の複数の穴３２（図３参照）に、複数のティース２２を通すことで、積層セグメントセット４４がステータコア１０に取り付けられる。これにより、複数のスロット２４に積層セグメント４２がそれぞれ配置される。複数の積層セグメントセット４４を順次ステータコア１０に取り付けることで、各スロット２４内に、ステータコア１０の外径側から順に複数の積層セグメント４２が並べられていく。

このように、本実施形態では、枠部３６，３８で接続された複数の細長部３４の上に複数の銅板４０が重ねられた積層セグメントセット４４を形成した上で、積層セグメントセット４４をステータコア１０に取り付けることで、複数のスロット２４内に効率的に積層セグメント４２を並べることができる。

複数の積層セグメント４２は、積層方向がステータコア１０の径方向となっているから、スロット２４内に隣接して並ぶ２つの積層セグメント４２の２つの銅板４０の間に絶縁紙３０（細長部３４）が挟まれることとなる。これにより、２つの銅板４０が絶縁される。なお、銅板４０と、スロット２４の内側面との絶縁を図るために、スロット２４の内側面を覆うように絶縁紙（不図示）が設けられる。

図７は、各スロット２４内に複数の積層セグメント４２が並べられた状態を示すステータコア１０の軸方向端部の斜視図である。上述のように、積層セグメントセット４４の複数の穴３２が複数のティース２２に通されるから、枠部３６がステータコア１０の端面から軸方向外側に配置されることになる。また、積層セグメントセット４４において、銅板４０の長手方向の端部４０ａが枠部３６からはみ出しているため、端部４０ａがステータコア１０の端面から軸方向外側に突出している。

次に、複数の積層セグメント４２の銅板４０の端部４０ａ同士が接続される。本実施形態では、２つの銅板４０の端部４０ａ同士が、接続部材（本実施形態ではバスバ５０）により接続される。バスバ５０は導電体で形成された部材であり、例えば銅で形成されている。図８では、２つの端部４０ａがバスバ５０で接続された様子が示されているが、その他の端部４０ａもバスバ５０によって別の端部４０ａと接続される。バスバ５０によって端部４０ａ同士が接続されることで、複数のティース２２に巻き回され、複数のスロット２４に収容されたステータコイルが形成される。

以上説明した、本実施形態に係るステータの製造方法によれば、絶縁紙３０の細長部３４に重ね合わせる銅板４０の枚数を変更することで、ステータコイルの断面積を変更することができる。細長部３４に重ね合わせる銅板４０の枚数は容易に変更可能であるため、本実施形態に係るステータの製造方法によれば、容易にステータコイルの断面積を変更することができる。具体的には、銅板４０を新たに設計する必要なく、ステータコイルの断面積を変更することができる。

また、ステータコイルの断面積を変更することで、あるいは、各スロット２４に並べる積層セグメント４２の数などを変更することで、ステータコイルのターン数も容易に変更することができる。

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

１０ ステータコア、２０ ヨーク、２２ ティース、２４ スロット、３０ 絶縁紙、３２ 穴、３４ 細長部、３６，３８ 枠部、４０ 銅板、４０ａ 端部、４２ 積層セグメント、４４ 積層セグメントセット、５０ バスバ。

Claims (1)

1. 円環状のヨーク、前記ヨークから径方向内側に突出する複数のティース、及び各前記ティースの間に形成された、ステータコイルが収容される複数のスロットを有するステータコアを含むモータのステータの製造方法であって、
   絶縁体で形成された細長形状の絶縁紙と、導電体で形成された細長形状の１又は複数の導電板と、を揃えて重ね合わせることで積層セグメントを形成し、
   前記積層セグメントの積層方向が前記ステータコアの径方向となるように、複数の前記積層セグメントを前記スロット内に並べ、
   前記ステータコアの端面から軸方向外側に突出した、複数の前記積層セグメントの前記導電板の端部同士を接続することで前記ステータコイルを形成する、
   ことを特徴とするモータのステータの製造方法。