JP2020167843A - 回転電機用ステータ - Google Patents

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純一 菅原
崇志 奥出
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崇志 奥出
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Abstract

【課題】コイルの温度を適切に検知できる位置に設置されると共に設置作業も容易に行うことができる温度検知ユニットを備えた回転電機用ステータを提供する。【解決手段】回転電機用ステータにおいて、コイルに電気的に接続されるバスバを保持する保持部材32は、コイルの温度を検知する温度検知部41が嵌め込まれるように形成された凹部33を有する。バスバの露出部313は、嵌め込み方向Iに沿って形成されて、凹部33に嵌め込まれた温度検知部41と接触する接触面313aを有する。凹部33は、当該凹部33に嵌め込まれた温度検知部41を挟んで接触面313aと対向する第1内壁面33aを有する。第1内壁面33aは、凹部33に嵌め込まれた温度検知部41を接触面313aに向けて押圧する押圧部34を有する。【選択図】図5

Description

本発明は、ステータコアのスロットに挿入されるコイルと、コイルの温度を検知する温度検知部を有する温度検知ユニットと、を備えた回転電機用ステータに関する。
下記の特許文献1には、ステータコア(10)のスロット(11)に挿入されるコイル(20)と、コイル(20)の温度を検知する温度検知部(71)を有する温度検知ユニット(70)と、を備えた回転電機用ステータ(1)が開示されている。なお、背景技術の説明において括弧内に示す符号は、特許文献1のものである。
国際公開第2017/047263号(図1)
温度検知ユニットとしては、サーミスタや熱電対等が使用され、その内部の結線に、はんだが用いられるものがある。はんだの融点は比較的低いため、温度検知ユニットが高温に曝されることは好ましくない。しかしながら、例えば、温度検知ユニットを設置する部分のコイルの形状等、温度検知ユニットの設置場所の形状によっては、コイルの温度を適切に検知できる位置に温度検知ユニットを設置するために、インサート成形等の温度検知ユニットが高温に曝される方法で設置作業を行わなければならない場合があった。なお、このように温度検知ユニットが高温に曝される場合には、一般的に、かしめによって結線された温度検知ユニットが使用されるが、そのような温度検知ユニットは大型化し易いという問題もあった。
そこで、コイルの温度を適切に検知できる位置に設置されると共に設置作業も容易に行うことができる温度検知ユニットを備えた回転電機用ステータの実現が望まれる。
上記に鑑みた、回転電機用ステータの特徴構成は、
複数のスロットが形成されたステータコアと、
複数の前記スロットに挿入されるコイルと、
前記コイルに電気的に接続される少なくとも1つのバスバ、及び前記バスバを保持する保持部材を有するバスバユニットと、
前記コイルの温度を検知する温度検知部を有する温度検知ユニットと、を備えた回転電機用ステータであって、
前記保持部材は、前記温度検知部が嵌め込まれるように形成された凹部を有し、
前記バスバは、前記凹部に露出する露出部を有し、
前記凹部に対して前記温度検知部が嵌め込まれる方向を嵌め込み方向として、
前記露出部は、前記嵌め込み方向に沿って形成されて、前記凹部に嵌め込まれた前記温度検知部と接触する接触面を有し、
前記凹部は、当該凹部に嵌め込まれた前記温度検知部を挟んで前記接触面と対向する第1内壁面を有し、
前記第1内壁面は、前記凹部に嵌め込まれた前記温度検知部を前記接触面に向けて押圧する押圧部を有している点にある。
この特徴構成によれば、温度検知部が、露出部の接触面と凹部の第1内壁面との間に配置されるように、凹部に嵌め込まれる。そして、凹部に嵌め込まれた温度検知部が、第1内壁面の押圧部によって接触面に向けて押圧される。これにより、温度検知部を露出部の接触面に確実性高く接触させることができる。したがって、温度検知部によってコイルの温度を適切に検知することができる。
更に、本構成によれば、温度検知部を露出部の接触面と凹部の第1内壁面の間に嵌め込むだけで、温度検知部が適切な位置に保持される。したがって、温度検知部の設置作業も容易に行うことができる。
また、本構成によれば、常温下で温度検知ユニットを設置することができるため、温度検知ユニットの構造の制約が少ない。よって、例えば、はんだによって結線された温度検知ユニットも用いることができる等、温度検知ユニットの大型化を抑制することができるという利点がある。
また、本構成によれば、露出部の接触面が嵌め込み方向に沿って形成されている。よって、凹部に嵌め込まれた温度検知部と接触面との接触状態を視認し易いという利点もある。
実施形態に係るステータの一部を示す平面図 実施形態に係るステータの軸方向に沿った断面の模式図 コイルの結線図 バスバの斜視図 凹部と温度検知ユニットとを示す斜視図 凹部と温度検知ユニットとを示す平面図 温度検知部が嵌め込まれた凹部の平面図 凹部の径方向に沿った断面図 温度検知部が嵌め込まれた凹部の径方向に沿った断面図
以下では、実施形態に係るステータ100について、図面を参照して説明する。ステータ100は、回転電機に用いられるステータである。なお、本願において「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
図1に示すように、ステータ100は、複数のスロット11が形成されたステータコア1と、スロット11に挿入されたコイル2と、を備えている。本実施形態では、ステータコア1は、円筒状に形成されている。
なお、以下の説明では、特に断らない限り、「軸方向L」、「径方向R」、及び「周方向C」は、ステータコア1の軸心を基準として定義している。そして、径方向Rにおいて、ステータコア1の軸心側を「径方向内側R1」とし、ステータコア1の軸心側とは反対側を「径方向外側R2」とする。
ステータコア1は、磁性材料を用いて形成されている。ステータコア1は、例えば、円環板状の磁性体(例えば、電磁鋼板等)を軸方向Lに複数積層して形成され、或いは、粉状の磁性体を加圧成形してなる圧粉材によって形成されている。
なお、図示は省略するが、本実施形態では、ステータ100(ステータコア1)の径方向内側R1には、ロータが配置される。このロータは、ステータ100から発生する回転磁界により、ステータ100に対して回転する。つまり、本実施形態に係るステータ100は、インナロータ型の回転電機用のステータである。また、例えば、ロータが永久磁石を備え、回転電機が永久磁石同期機として構成されても良いし、ロータが導体を備え、回転電機が誘導機として構成されても良い。
図2に示すように、本実施形態では、スロット11は、ステータコア1の軸方向Lに開口するように、ステータコア1を軸方向Lに貫通している。図示の例では、スロット11は、軸方向Lに平行に延在するように形成されている。また、本実施形態では、スロット11は、径方向Rに開口する径方向開口部11aを有している。ここでは、径方向開口部11aは、径方向内側R1に向けて開口している。
コイル2は、線状の導体20を用いて構成されている。導体20は、銅やアルミニウム等の導電性を有する素材により構成されている。導体20は、他の導体との接合部等の一部を除いて、樹脂等(例えば、ポリイミド等)の電気的絶縁性を有する材料からなる被膜によって覆われている。導体20としては、延在方向に直交する断面形状が矩形状(正方形状を含む)や円形状等の導体を用いることができる。導体20として、延在方向に直交する断面形状が矩形状の導体を用いる場合には、当該断面の角部に面取り(C面取り、R面取り等)が施されると良い。本実施形態では、導体20は、当該導体20の延在方向に直交する断面が矩形状を成すように形成された平角線である。
図2に示すように、コイル2は、スロット11に収容されるスロット収容部21と、スロット11から軸方向Lの外側に突出するコイルエンド部22とを有している。
本実施形態では、スロット収容部21は、軸方向Lに沿って延在した状態でスロット11内に配置されている。図示の例では、スロット収容部21は、軸方向Lに平行に延在するようにスロット11内に配置されている。また、図示は省略するが、スロット収容部21は、各スロット11内において複数の導体20が径方向Rに並ぶように構成されている。そして、スロット収容部21は、各スロット11内において周方向Cに少なくとも1つの導体20が配置されるように構成されている。
コイルエンド部22は、互いに異なるスロット11内に配置された一対の導体20を接続する導体20、及びスロット11内に配置された導体20とバスバユニット3のバスバ31とを接続する導体20を含む。本実施形態では、互いに異なるスロット11内に配置された一対の導体20を接続する導体20には、下記の同芯巻部23同士を接続する導体20が含まれる。
同芯巻部23は、導体20を一対又は複数対のスロット11間に複数回巻回して構成されている。本実施形態では、一対のスロット11間に螺旋状に巻回された同芯巻部23を複数用いてコイル2が構成されている。図3に示すように、本実施形態では、複数の同芯巻部23が直列に接続されて、直列コイル部24を構成している。
本実施形態では、ステータ100は、3相交流(多相交流の一例)で駆動される回転電機に用いられる。そのため、コイル2は、3相のそれぞれに対応して、第1相コイル2A、第2相コイル2B、及び第3相コイル2Cの3つの相コイルを含んでいる。これに対応して、ステータコア1には、各相用のスロット11が、周方向Cに沿って繰り返し現れるように配置されている。例えば、毎極毎相あたりのスロット11の数が“2”場合、ステータコア1には、各相用のスロット11が周方向Cに沿って2つずつ繰り返し現れるように配置される。
図3に示すように、本実施形態では、第1相コイル2A、第2相コイル2B、及び第3相コイル2Cがスター結線で接続されてコイル2を構成している。また、本実施形態では、第1相コイル2A、第2相コイル2B、及び第3相コイル2Cのそれぞれにおいて、複数(本例では、4つ)の直列コイル部24が並列に接続されている。
図1に示すように、ステータ100は、バスバユニット3と、温度検知ユニット4と、を備えている。バスバユニット3は、コイル2に電気的に接続されるバスバ31と、バスバ31を保持する保持部材32と、を有している。温度検知ユニット4は、コイル2の温度を検知する温度検知部41を有している。
なお、以下の説明では、軸方向Lにおいて、ステータコア1に対してバスバユニット3及び温度検知ユニット4が配置される側を「軸方向第1側L1」とし、その反対側を「軸方向第2側L2」とする。
図4に示すように、本実施形態では、バスバ31は、第1バスバ311Aと、第2バスバ311Bと、第3バスバ311Cと、中性線バスバ312と、を含む。本実施形態では、第1バスバ311A、第2バスバ311B、第3バスバ311C、及び中性線バスバ312は、一体的に保持部材32によって保持されている。
第1バスバ311A、第2バスバ311B、及び第3バスバ311Cは、それぞれ、第1相コイル2A、第2相コイル2B、及び第3相コイル2Cに接続される。第1バスバ311A、第2バスバ311B、及び第3バスバ311Cのそれぞれは、複数の動力線接続端子311aと、外部接続端子311bと、を有している。中性線バスバ312は、複数の中性線接続端子312aを有している。
図3に示すように、動力線接続端子311aは、コイル2の動力線20Pに接続される端子である。本実施形態では、動力線接続端子311aは、動力線20Pの端部と接合されて第1接合部61を形成している。ここでの接合は、アーク溶接、電子ビーム溶接、レーザビーム溶接、抵抗溶接、超音波溶接、蝋付け、及び半田付けを含む。なお、本実施形態では、直列コイル部24における中性点とは反対側を反中性点側とすると、最も反中性点側に配置された同芯巻部23における、他の要素(他の同芯巻部23、バスバ31等)と接続するための導体20の部分が、動力線20Pとして機能する。
外部接続端子311bは、外部回路と電気的に接続するための端子である。図2に示すように、外部接続端子311bは、保持部材32から軸方向第1側L1に突出するように形成されている。
図3に示すように、中性線接続端子312aは、コイル2の中性線20Nに接続される端子である。本実施形態では、中性線接続端子312aは、中性線20Nの端部と接合されて第2接合部62を形成している。なお、本実施形態では、直列コイル部24における最も中性点側に配置された同芯巻部23における、他の要素(他の同芯巻部23、バスバ31等)と接続するための導体20の部分が、中性線20Nとして機能する。
図2に示すように、本実施形態では、バスバユニット3に対して径方向内側R1に位置する第1接合部61及び第2接合部62は、内側カバー51によって覆われている。内側カバー51は、バスバユニット3に対して径方向内側R1に位置する第1接合部61及び第2接合部62の上方を覆うように、周方向Cに沿って形成されている。また、本実施形態では、バスバユニット3に対して径方向外側R2に位置する第1接合部61及び第2接合部62は、外側カバー52によって覆われている。外側カバー52は、バスバユニット3に対して径方向外側R2に位置する第1接合部61及び第2接合部62の上方を覆うように、周方向Cに沿って形成されている。
図4に示す例では、バスバ31は、径方向内側R1及び径方向外側R2のそれぞれにおいて、周方向Cの一方側から他方側に向けて、一対の動力線接続端子311aと一対の中性線接続端子312aとが交互に配置されるように構成されている。具体的には、バスバ31の径方向内側R1においては、周方向Cの一方側から他方側に向けて、第1バスバ311Aの一対の動力線接続端子311a、一対の中性線接続端子312a、第2バスバ311Bの一対の動力線接続端子311a、一対の中性線接続端子312a、第3バスバ311Cの一対の動力線接続端子311a、及び一対の中性線接続端子312aが、記載順に配置されている。そして、バスバ31の径方向外側R2においては、周方向Cの一方側から他方側に向けて、第2バスバ311Bの一対の動力線接続端子311a、一対の中性線接続端子312a、第1バスバ311Aの一対の動力線接続端子311a、一対の中性線接続端子312a、第3バスバ311Cの一対の動力線接続端子311a、及び一対の中性線接続端子312aが記載順に配置されている。
また、図4に示す例では、バスバ31は、周方向Cの一方側から他方側に向けて、第1バスバ311Aの外部接続端子311b、第2バスバ311Bの外部接続端子311b、及び第3バスバ311Cの外部接続端子311bが記載順に配置されている。
なお、以下の説明では、周方向Cにおいて、第2バスバ311Bの外部接続端子311bに対して第1バスバ311Aの外部接続端子311bが配置される側を「周方向第1側C1」とし、第2バスバ311Bの外部接続端子311bに対して第3バスバ311Cの外部接続端子311bが配置される側を「周方向第2側C2」とする。
図4に示すように、中性線バスバ312は、下記の凹部33に露出する露出部313を有している。本実施形態では、露出部313は、径方向Rに直交する方向に延在する矩形の板状に形成されている。また、本実施形態では、露出部313は、第1バスバ311A、第2バスバ311B、及び第3バスバ311Cに対して周方向第2側C2に配置されている。具体的には、露出部313は、最も周方向第2側C2に位置する一対の中性線接続端子312aに対して、径方向外側R2から対向する位置に配置されている。
保持部材32は、電気的絶縁性を有する材料を用いて構成されている。図2に示すように、本実施形態では、保持部材32は、コイルエンド部22の軸方向第1側L1の端面上に配置されている。
図5及び図6に示すように、保持部材32は、温度検知ユニット4の温度検知部41が嵌め込まれるように形成された凹部33を有している。本実施形態では、凹部33は、軸方向L視で周方向Cに沿う長辺を有する矩形状に形成されている。また、本実施形態では、凹部33は、軸方向第1側L1に向けて開口するように形成されている。そのため、本実施形態では、温度検知部41を凹部33に嵌め込む際には、凹部33に対して軸方向第1側L1から、温度検知部41を軸方向第2側L2に移動させる。つまり、本実施形態では、凹部33に対して温度検知部41を嵌め込む嵌め込み方向Iは、軸方向Lに沿って軸方向第1側L1から軸方向第2側L2に向かう方向である。
温度検知部41は、凹部33に嵌め込むことができるように、凹部33の形状に沿って形成されている。本実施形態では、温度検知部41は、直方体状に形成されている。
温度検知部41は、コイル2の温度を検知するように構成されている。温度検知部41が検知したコイル2の温度を示す信号は、温度検知部41に接続された配線部42を介して、回転電機を制御する制御装置(図示を省略)に出力される。この制御装置は、温度検知部41が検知した信号に基づいて、コイル2の温度を算出する。
温度検知部41には、例えば、サーミスタや熱電対(具体的には熱電対の接点)等の感熱素子が設けられる。本実施形態では、温度検知部41には、サーミスタが設けられている。サーミスタは、負の温度係数を有し、温度が上昇すると抵抗値が減少するNTCサーミスタ、及び正の温度係数を有し、温度が上昇すると抵抗値が増加するPTCサーミスタを含む。
図7に示すように、温度検知部41は、凹部33に嵌め込まれた状態で、露出部313に形成された接触面313aと接触する。温度検知部41は、接触面313aを介して露出部313の温度を検知する。
図5に示すように、接触面313aは、嵌め込み方向Iに沿って露出部313に形成されている。接触面313aは、凹部33に嵌め込まれた温度検知部41と接触する位置に配置されている。本実施形態では、接触面313aは、露出部313の径方向内側R1の表面に形成されている。また、本実施形態では、接触面313aは、径方向Rに直交する矩形状の平面として形成されている。
図8に示すように、本実施形態では、凹部33を軸方向Lに貫通する貫通孔33hを通して、露出部313が保持部材32内に入り込むように配置され、凹部33において露出している。そして、露出部313の径方向内側R1の表面に、接触面313aが形成されている。貫通孔33hは、凹部33の底面33cに開口するように形成されている。貫通孔33hは、軸方向第2側L2から露出部313を挿通可能に形成されている。本実施形態では、貫通孔33hは、露出部313が隙間なく嵌め込まれるように、露出部313の形状に合わせて形成されている。このような構成は、例えば、露出部313を含むバスバ31を、樹脂によってインサート成形し、凹部33及び貫通孔33hを備えた保持部材32を形成することで実現できる。
底面33cは、凹部33に嵌め込まれた温度検知部41に対して、軸方向第2側L2から対向する面である。本実施形態では、底面33cは、軸方向Lに直交する平面として形成されている。
図5及び図6に示すように、凹部33は、接触面313aと対向する第1内壁面33aを有している。本実施形態では、第1内壁面33aは、露出部313の接触面313aに対して平行に形成されている。
以下の説明では、嵌め込み方向Iに直交する方向であって第1内壁面33aに沿う方向を「幅方向W」とする。更に、嵌め込み方向Iと幅方向Wとの双方に直交する方向を「奥行方向D」とする。そして、奥行方向Dにおいて、接触面313aに対して第1内壁面33aが位置する側を「手前側D1」とし、その反対側を「奥側D2」とする。
本実施形態では、凹部33は、当該凹部33に嵌め込まれた温度検知部41を囲むように嵌め込み方向Iに沿って立ち上がる側壁部331を有している。本実施形態では、側壁部331における温度検知部41に対向する面のうち、奥側D2を向く面が第1内壁面33aに相当する。
図5から図7に示すように、本実施形態では、温度検知部41は、第1内壁面33aに対向する第1対向面41aと、接触面313aに対向する第2対向面41bと、配線部42が接続される接続面41cと、を有している。
第1対向面41aは、幅方向Wに沿って形成されている。第2対向面41bは、露出部313の接触面313aに接触するように、幅方向Wに沿って形成されている。接続面41cは、嵌め込み方向Iに沿って形成されている。また、接続面41cは、第1内壁面33aと接触面313aとの双方に対向しないように形成されている。本実施形態では、接続面41cは、奥行方向Dに沿って形成されている。
本実施形態では、側壁部331における温度検知部41の接続面41cに対向する部分に、嵌め込み方向Iに窪むように切欠部331aが形成されている。そして、温度検知ユニット4の配線部42が、切欠部331aを通って、側壁部331の外方に向けて延びるように配置されている。
図5から図7に示すように、本実施形態では、第1内壁面33aは、溝部33gを有している。また、本実施形態では、温度検知部41は、第1内壁面33aに向けて突出する突出部411を有している。そして、温度検知部41が凹部33に嵌め込まれた状態で、突出部411が溝部33g内に配置される。
溝部33gは、手前側D1に窪むように形成されている。本実施形態では、溝部33gは、凹部33の底面33cから第1内壁面33aの上端に亘って連続的に形成されている。
突出部411は、溝部33g内に配置可能に形成されている。本実施形態では、突出部411は、温度検知部41の第1対向面41aから手前側D1に突出するように形成されている。本実施形態では、突出部411は直方体状に形成され、溝部33gも突出部411の形状に沿った直方体状に形成されている。本実施形態では、温度検知部41における突出部411を除いた部分も直方体状に形成されており、温度検知部41は2つの直方体を組み合わせた形状を有している。本実施形態では、突出部411は、温度検知部41の幅方向Wにおける接続面41cの側とは反対側の端部に配置されている。また、本実施形態では、突出部411の軸方向Lの寸法は、温度検知部41における突出部411を除いた部分の軸方向Lの寸法と同一とされている。
図6に示すように、温度検知部41における突出部411を除いた部分の奥行方向Dの寸法を「第1長さd1」とする。そして、温度検知部41における突出部411が形成された部分の奥行方向Dの寸法を「第2長さd2」とする。また、第1内壁面33aと接触面313aとの距離を「第3長さd3」とする。そして、第1内壁面33aの溝部33gにおける手前側D1の面と接触面313aとの距離を「第4長さd4」とする。このとき、d1<d2、d3<d4、d1<d3、及び、d3<d2<d4の関係が成立する。
また、温度検知部41における接触面313aに接触する部分の幅方向Wの寸法を「第1幅w1」とする。そして、温度検知部41の突出部411における幅方向Wの寸法を「第2幅w2」とする。また、接触面313aの幅方向Wの寸法を「第3幅w3」とする。そして、第1内壁面33aの溝部33gにおける幅方向Wの寸法を「第4幅w4」とする。このとき、w1<w3、及びw2<w4の関係が成立する。
第1内壁面33aは、凹部33に嵌め込まれた温度検知部41を接触面313aに向けて押圧する押圧部34を有している。本実施形態では、押圧部34は、凹部33に嵌め込まれた温度検知部41に向けて、第1内壁面33aから突出する少なくとも1つの突起部341を含む。図示の例では、2つの突起部341が、幅方向Wに間隔を空けて第1内壁面33aに配置されている。また、図示の例では、突起部341は、軸方向L視で三角形状に形成されている。なお、突起部341の形状は様々な形状とすることが可能であり、軸方向L視で半円状や矩形状等とされていても良い。
上記の第1長さd1〜第4長さd4に加えて、突起部341における最も奥側D2の部分と接触面313aとの距離を「第5長さd5」とする。このとき、d5<d1<d3の関係が成立する。
このように、第1長さd1は、第5長さd5よりも大きい。そのため、温度検知部41を凹部33に嵌め込むことで、突起部341によって温度検知部41が押圧されて適切な位置に保持される。
図8に示すように、本実施形態では、突起部341は、凹部33の底面33cから第1内壁面33aの上端近傍に亘って連続的に形成されている。つまり、第1内壁面33aの上端から軸方向第2側L2の一定の範囲には、突起部341が配置されていない。そのため、温度検知部41を凹部33に嵌め込む際、第5長さd5となっている突起部341と接触面313aとの間に温度検知部41を移動させる前に、一時的に温度検知部41を、第5長さd5より広い第3長さd3である、第1内壁面33aにおける突起部341が配置されていない部分と接触面313aとの間に配置させることができる。これにより、突起部341と接触面313aとの間に温度検知部41を移動させる前に、温度検知部41の概略的な位置合わせを行うことができる。その結果、温度検知部41を凹部33に嵌め込む作業を容易に行うことができる。
また、本実施形態では、突起部341は、傾斜面341aを有している。傾斜面341aは、底面33c側(軸方向第2側L2)に向かうに従って、次第に第1内壁面33aから離れる(奥側D2に向かう)ように傾斜した面である。傾斜面341aは、突起部341の上端部に形成されている。これにより、温度検知部41を凹部33に嵌め込む際、温度検知部41を傾斜面341aに沿って接触面313a側へ移動させることができる。その結果、温度検知部41を接触面313aに適切に接触させつつ、凹部33に温度検知部41を嵌め込む作業を容易に行うことができる。
図9に示すように、温度検知部41における接触面313aに接触する部分の嵌め込み方向Iの寸法を「第1高さh1」とする。そして、接触面313aの嵌め込み方向Iの寸法を「第2高さh2」とする。このとき、本実施形態では、h1<h2の関係が成立する。
このように、本実施形態では、接触面313aの嵌め込み方向Iの寸法(第2高さh2)は、温度検知部41における接触面313aに接触する部分の嵌め込み方向Iの寸法(第1高さh1)よりも大きい。そのため、温度検知部41の上端が、接触面313aの上端と同じ高さ(軸方向Lの位置)又は接触面313aの上端よりも下方に位置するまで、
温度検知部41が凹部33に嵌め込まれた場合であっても、温度検知部41の下端と凹部33の底面33cとの間に空間Sが形成されることがある。
ところで、温度検知部41を凹部33に嵌め込む作業中、押圧部34の一部(ここでは、突起部341の先端部)が温度検知部41との接触によって削られ、その削り屑Pが温度検知部41と共に軸方向第2側L2に押し込まれることがある。上記のように、本実施形態では、温度検知部41の下方に空間Sが形成されることがある。空間Sが形成されている場合には、押し込まれた削り屑Pを空間Sに逃がすことができる。
図5から図9に示すように、凹部33は、露出部313における接触面313aの側とは反対側(奥側D2)から露出部313に接触する第2内壁面33bを有している。本実施形態では、第2内壁面33bは、第1内壁面33aに対して平行な平面として形成されている。そして、露出部313の奥側D2の面は、第2内壁面33bに対して平行な平面として形成されている。このように、本実施形態では、第2内壁面33bは、当該第2内壁面33bの全域が露出部313の奥側D2の面に接触した状態で露出部313を支持している。
図示は省略するが、本実施形態では、凹部33と温度検知部41との隙間にワニスが介在している。つまり、温度検知部41が凹部33に対してワニスによって固定されている。本実施形態では、ワニスとして、滴下可能な流動性を有する熱硬化性樹脂を含むものを用いている。
また、凹部33に嵌め込まれた温度検知部41を覆うカバーが設けられていても良い。このカバーは、例えば、側壁部331に対して着脱可能に構成されていても良いし、内側カバー51及び外側カバー52のいずれか一方に一体的に形成されていても良い。
〔その他の実施形態〕
(1)上記の実施形態では、嵌め込み方向Iが軸方向Lに沿う方向である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、嵌め込み方向Iが、径方向Rに沿う方向であっても良いし、周方向Cに沿う方向であっても良い。
(2)上記の実施形態では、凹部33が露出部313における接触面313aの側とは反対側(奥側D2)から露出部313に接触する第2内壁面33bを有する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、第2内壁面33bが露出部313に接触せず、第2内壁面33bと露出部313との間に隙間が形成されていても良いし、当該隙間に別の部材が配置されていても良い。或いは、第2内壁面33bを形成する部分に側壁部331が設けられていなくても良い。
(3)上記の実施形態では、接触面313aの嵌め込み方向Iの寸法(第2高さh2)が温度検知部41における接触面313aに接触する部分の嵌め込み方向Iの寸法(第1高さh1)よりも大きい構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第2高さh2と第1高さh1とが同一であっても良いし、第2高さh2が第1高さh1よりも小さくても良い。なお、温度検知部41と接触面313aとの接触面積をできるだけ大きく確保するために、第2高さh2は第1高さh1以上であることが好ましい。
(4)上記の実施形態では、押圧部34が突起部341である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、押圧部34が、例えば、温度検知部41を接触面313aに向けて付勢する板バネや、弾性を有する樹脂等であっても良い。或いは、第2内壁面33bを形成する側壁部331自体に、温度検知部41を接触面313aに向けて付勢するバネ状部が形成されていても良い。
(5)上記の実施形態では、突起部341が凹部33の底面33cから第1内壁面33aの上端近傍に亘って連続的に形成された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、突起部341が、第1内壁面33aの軸方向Lの全域に亘って連続的又は断続的に形成されていても良いし、第1内壁面33aの軸方向Lの一部の領域のみに形成されていても良い。
(6)上記の実施形態では、温度検知部41が突出部411を有し、第1内壁面33aが突出部411に対応した溝部33gを有する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、突出部411及び溝部33gを有しない構成としても良い。なお、上記の実施形態では、突出部411が温度検知部41の幅方向Wにおける接続面41cの側とは反対側の端部に配置されているが、突出部411の位置は限定されない。
(7)上記の実施形態では、配線部42が接続された接続面41cが、嵌め込み方向Iに沿うと共に、第1内壁面33aと接触面313aとの双方に対向しない構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、接続面41cが嵌め込み方向Iに直交していても良い。或いは、接続面41cが第1内壁面33a又は接触面313aに対向していても良い。
(8)上記の実施形態では、配線部42が、側壁部331に形成された切欠部331aを通って、側壁部331の外方に向けて延びるように配置された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、側壁部331に切欠部331aが形成されていなくても良い。この場合、配線部42は、例えば、側壁部331を越えて側壁部331の外方に延在するように屈曲されると好適である。
(9)上記の実施形態では、温度検知部41が凹部33に対してワニスによって固定されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、上述した、凹部33に嵌め込まれた温度検知部41を覆うカバーを用いて、温度検知部41が凹部33に対して移動しないように規制する構成としても良い。或いは、ワニスやカバーを用いず、押圧部34の押圧力によって温度検知部41が凹部33に対して移動しないように規制した構成でも良い。
(10)上記の実施形態では、バスバユニット3が第1バスバ311Aと第2バスバ311Bと第3バスバ311Cと中性線バスバ312とを備えた構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、露出部313を備えた少なくとも1つのバスバが設けられていれば良い。例えば、バスバユニット3が、上述した4つのバスバの中で中性線バスバ312のみを備え、第1バスバ311A、第2バスバ311B、及び第3バスバ311Cを備えていない構成であっても良い。
(11)上記の実施形態では、複数の相コイル(具体的には、第1相コイル2A、第2相コイル2B、及び第3相コイル2C)がスター結線で接続された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、複数の相コイルがデルタ結線された構成としても良い。
(12)上記の実施形態では、コイル2が複数の同芯巻部23を含む構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、コイル2が波巻きでステータコア1に巻回された構成としても良い。また、複数のセグメント導体を接合してコイル2が構成されていても良い。
(13)なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
〔上記実施形態の概要〕
以下では、上記において説明した回転電機用ステータ(100)の概要について説明する。
回転電機用ステータ(100)は、
複数のスロット(11)が形成されたステータコア(1)と、
複数の前記スロット(11)に挿入されるコイル(2)と、
前記コイル(2)に電気的に接続される少なくとも1つのバスバ(31)、及び前記バスバ(31)を保持する保持部材(32)を有するバスバユニット(3)と、
前記コイル(2)の温度を検知する温度検知部(41)を有する温度検知ユニット(4)と、を備えた回転電機用ステータ(100)であって、
前記保持部材(32)は、前記温度検知部(41)が嵌め込まれるように形成された凹部(33)を有し、
前記バスバ(31)は、前記凹部(33)に露出する露出部(313)を有し、
前記凹部(33)に対して前記温度検知部(41)が嵌め込まれる方向を嵌め込み方向(I)として、
前記露出部(313)は、前記嵌め込み方向(I)に沿って形成されて、前記凹部(33)に嵌め込まれた前記温度検知部(41)と接触する接触面(313a)を有し、
前記凹部(33)は、当該凹部(33)に嵌め込まれた前記温度検知部(41)を挟んで前記接触面(313a)と対向する第1内壁面(33a)を有し、
前記第1内壁面(33a)は、前記凹部(33)に嵌め込まれた前記温度検知部(41)を前記接触面(313a)に向けて押圧する押圧部(34)を有している。
この構成によれば、温度検知部(41)が、露出部(313)の接触面(313a)と凹部(33)の第1内壁面(33a)との間に配置されるように、凹部(33)に嵌め込まれる。そして、凹部(33)に嵌め込まれた温度検知部(41)が、第1内壁面(33a)の押圧部(34)によって接触面(313a)に向けて押圧される。これにより、温度検知部(41)を露出部(313)の接触面(313a)に確実性高く接触させることができる。したがって、温度検知部(41)によってコイル(2)の温度を適切に検知することができる。
更に、本構成によれば、温度検知部(41)を露出部(313)の接触面(313a)と凹部(33)の第1内壁面(33a)の間に嵌め込むだけで、温度検知部(41)が適切な位置に保持される。したがって、温度検知部(41)の設置作業も容易に行うことができる。
また、本構成によれば、常温下で温度検知ユニット(4)を設置することができるため、温度検知ユニット(4)の構造の制約が少ない。よって、例えば、はんだによって結線された温度検知ユニット(4)も用いることができる等、温度検知ユニット(4)の大型化を抑制することができるという利点がある。
また、本構成によれば、露出部(313)の接触面(313a)が嵌め込み方向(I)に沿って形成されている。よって、凹部(33)に嵌め込まれた温度検知部(41)と接触面(313a)との接触状態を視認し易いという利点もある。
ここで、前記凹部は、前記露出部(313)における前記接触面(313a)の側とは反対側(R2)から前記露出部(313)に接触する第2内壁面(33b)を更に有していると好適である。
この構成によれば、露出部(313)が接触面(313a)の側とは反対側(R2)から第2内壁面(33b)によって支持される。これにより、接触面(313a)が温度検知部(41)から離れる方向に露出部(313)が移動することを規制できる。したがって、温度検知部(41)と接触面(313a)との接触を適切に維持することができる。
また、前記接触面(313a)の前記嵌め込み方向(I)の寸法(h2)は、前記温度検知部(41)における前記接触面(313a)に接触する部分の前記嵌め込み方向(I)の寸法(h1)よりも大きいと好適である。
この構成によれば、接触面(313a)を嵌め込み方向(I)に広く確保することができる。これにより、凹部(33)への温度検知部(41)の嵌め込み作業のばらつき等により、嵌め込み方向(I)における温度検知部(41)の位置に変動がある場合であっても、温度検知部(41)と接触面(313a)との接触面積を大きく確保することができる。
また、前記押圧部(34)は、前記凹部(33)に嵌め込まれた前記温度検知部(41)に向けて、前記第1内壁面(33a)から突出する少なくとも1つの突起部(341)を含むと好適である。
この構成によれば、容易に押圧部(34)を構成することができる。
また、本構成によれば、凹部(33)に嵌め込まれた温度検知部(41)と第1内壁面(33a)との間に突起部(341)が介在するため、それらの間に隙間が形成され易い。よって、温度検知部(41)と第1内壁面(33a)との隙間にワニス等の接着剤を浸入させ易いという利点がある。
また、前記温度検知部(41)は、前記第1内壁面(33a)に向けて突出する突出部(41a)を有し、
前記第1内壁面(33a)は、前記突出部(41a)が配置される溝部(33g)を有していると好適である。
この構成によれば、温度検知部(41)が凹部(33)に嵌め込まれた状態で、温度検知部(41)の突出部(41a)が溝部(33g)内に配置される。これにより、凹部(33)に嵌め込まれた温度検知部(41)に対して、第1内壁面(33a)に沿って嵌め込み方向(I)に直交する方向に外力が付与された場合に、当該方向への温度検知部(41)の移動が、溝部(33g)内に配置された突出部(41a)によって規制される。したがって、温度検知部(41)が凹部(33)から脱離する可能性を低減することができる。
前記温度検知部(41)が突出部(41a)を有し、前記第1内壁面(33a)が溝部(33g)を有する構成において、
前記嵌め込み方向(I)に直交する方向であって前記第1内壁面(33a)に沿う方向を幅方向(W)として、
前記突出部(41a)の前記幅方向(W)の寸法は、前記溝部(33g)の前記幅方向(W)の寸法よりも小さいと好適である。
この構成によれば、温度検知部(41)を凹部(33)に嵌め込む際に、容易に突出部(41a)を溝部(33g)内に配置させることができる。
また、本構成によれば、溝部(33g)内に配置された突出部(41a)に、溝部(33g)による幅方向(W)の両側からの挟持力が作用しない。このような挟持力が作用した場合、押圧部(34)による接触面(313a)へ向けた温度検知部(41)の押圧力が減少する可能性がある。本構成によれば、このような押圧部(34)による押圧力の減少を回避することができる。したがって、温度検知部(41)を接触面(313a)に適切に接触させることができる。
前記凹部(33)は、当該凹部(33)に嵌め込まれた前記温度検知部(41)を囲むように前記嵌め込み方向(I)に沿って立ち上がる側壁部(331)を有し、
前記温度検知ユニット(4)は、前記温度検知部(41)に接続された配線部(42)を有し、
前記配線部(42)は、前記凹部(33)に嵌め込まれた前記温度検知部(41)における、前記嵌め込み方向(I)に沿う面であって、前記第1内壁面(33a)と前記接触面(313a)との双方に対向しない接続面(41c)に接続され、
前記側壁部(331)における前記接続面(41c)に対向する部分に、前記嵌め込み方向(I)に窪むように切欠部(331a)が形成され、
前記配線部(42)は、前記切欠部(331a)を通って、前記側壁部(331)の外方に向けて延びるように配置されていると好適である。
この構成によれば、側壁部(331)に対向する接続面(41c)に接続された配線部(42)を、切欠部(331a)を通して、適切に側壁部(331)の外方へ延出させることができる。
また、本構成によれば、温度検知部(41)における嵌め込み方向(I)に直交する面(例えば、凹部(33)の底面(33c)に対向する面とは反対側の面)に配線部(42)が接続された構成と比較して、温度検知部(41)の凹部(33)への嵌め込み作業を容易に行うことができる。
また、前記凹部(33)と前記温度検知部(41)との隙間にワニスが介在していると好適である。
この構成によれば、温度検知部(41)が凹部(33)に対してワニスによって固定されている。そのため、温度検知部(41)が凹部(33)から脱離する可能性を低減することができる。また、これに伴い、温度検知部(41)に対する押圧部(34)の押圧力を低くすることが許容される。これにより、温度検知部(41)を凹部(33)に嵌め込む際の作業性を向上させることができる。
本開示に係る技術は、ステータコアのスロットに挿入されるコイルと、コイルの温度を検知する温度検知部を有する温度検知ユニットと、を備えた回転電機用ステータに利用することができる。
100 :ステータ
1 :ステータコア
11 :スロット
2 :コイル
3 :バスバユニット
31 :バスバ
313 :露出部
313a:接触面
32 :保持部材
33 :凹部
33a :第1内壁面
33b :第2内壁面
34 :押圧部
4 :温度検知ユニット
41 :温度検知部
I :嵌め込み方向

Claims (8)

  1. 複数のスロットが形成されたステータコアと、
    複数の前記スロットに挿入されるコイルと、
    前記コイルに電気的に接続される少なくとも1つのバスバ、及び前記バスバを保持する保持部材を有するバスバユニットと、
    前記コイルの温度を検知する温度検知部を有する温度検知ユニットと、を備えた回転電機用ステータであって、
    前記保持部材は、前記温度検知部が嵌め込まれるように形成された凹部を有し、
    前記バスバは、前記凹部に露出する露出部を有し、
    前記凹部に対して前記温度検知部が嵌め込まれる方向を嵌め込み方向として、
    前記露出部は、前記嵌め込み方向に沿って形成されて、前記凹部に嵌め込まれた前記温度検知部と接触する接触面を有し、
    前記凹部は、当該凹部に嵌め込まれた前記温度検知部を挟んで前記接触面と対向する第1内壁面を有し、
    前記第1内壁面は、前記凹部に嵌め込まれた前記温度検知部を前記接触面に向けて押圧する押圧部を有している、回転電機用ステータ。
  2. 前記凹部は、前記露出部における前記接触面の側とは反対側から前記露出部に接触する第2内壁面を更に有している、請求項1に記載の回転電機用ステータ。
  3. 前記接触面の前記嵌め込み方向の寸法は、前記温度検知部における前記接触面に接触する部分の前記嵌め込み方向の寸法よりも大きい、請求項1又は2に記載の回転電機用ステータ。
  4. 前記押圧部は、前記凹部に嵌め込まれた前記温度検知部に向けて、前記第1内壁面から突出する少なくとも1つの突起部を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の回転電機用ステータ。
  5. 前記温度検知部は、前記第1内壁面に向けて突出する突出部を有し、
    前記第1内壁面は、前記突出部が配置される溝部を有している、請求項1から4のいずれか一項に記載の回転電機用ステータ。
  6. 前記嵌め込み方向に直交する方向であって前記第1内壁面に沿う方向を幅方向として、
    前記突出部の前記幅方向の寸法は、前記溝部の前記幅方向の寸法よりも小さい、請求項5に記載の回転電機用ステータ。
  7. 前記凹部は、当該凹部に嵌め込まれた前記温度検知部を囲むように前記嵌め込み方向に沿って立ち上がる側壁部を有し、
    前記温度検知ユニットは、前記温度検知部に接続された配線部を有し、
    前記配線部は、前記凹部に嵌め込まれた前記温度検知部における、前記嵌め込み方向に沿う面であって、前記第1内壁面と前記接触面との双方に対向しない接続面に接続され、
    前記側壁部における前記接続面に対向する部分に、前記嵌め込み方向に窪むように切欠部が形成され、
    前記配線部は、前記切欠部を通って、前記側壁部の外方に向けて延びるように配置されている、請求項1から6のいずれか一項に記載の回転電機用ステータ。
  8. 前記凹部と前記温度検知部との隙間にワニスが介在している、請求項1から7のいずれか一項に記載の回転電機用ステータ。
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