JP4332128B2 - Motor stator structure - Google Patents
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Description
本発明は、鉄心の周囲にインシュレータを介して巻線を巻回した複数のコイルを軸線を中心に環状に配置してステータを構成し、ステータに沿って配置したU相、V相、W相バスリングの何れかに各コイルの巻線の端部を結線したモータのステータ構造に関する。 In the present invention, a stator is formed by arranging a plurality of coils wound around a core via an insulator in an annular shape around an axis, and a U phase, a V phase, and a W phase are arranged along the stator. The present invention relates to a stator structure of a motor in which an end of a winding of each coil is connected to any one of bus rings.
直流ブラシレスモータのステータを構成する複数のコイルの巻線の端部をU相、V相、W相バスリングの何れかに結線すべく、ステータの側面に沿って固定した環状の結線板の3本の溝の内部にU相、V相、W相バスリングをそれぞれ収納し、U相、V相、W相バスリングから径方向内外に突出する端子片の先端を対応するコイルの巻線に結線したものが、下記特許文献1により公知である。
ところで上記従来のものは、環状の結線板がステータの側面の全体を覆っているため、結線板の3本の溝の内部に収納したU相、V相、W相バスリングから径方向外側に突出する端子片とコイルの巻線とを該結線板の外部で結線する必要があり、その結線スペースを確保するためにステータの寸法が大型化する問題があった。 By the way, in the above-mentioned conventional one, since the annular connecting plate covers the entire side surface of the stator, the U-phase, V-phase, and W-phase bus rings housed in the three grooves of the connecting plate are radially outward. It is necessary to connect the protruding terminal piece and the coil winding outside the connection plate, and there is a problem that the dimensions of the stator are increased in order to secure the connection space.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、モータのステータを大型化することなくU相、V相、W相バスリングとコイルの巻線とを結線することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to connect U-phase, V-phase, and W-phase bus rings and coil windings without increasing the size of the stator of the motor.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、鉄心の周囲にインシュレータを介して巻線を巻回した複数のコイルを軸線を中心に環状に配置してステータを構成し、ステータに沿って配置したU相、V相、W相バスリングの何れかに各コイルの巻線の端部を結線したモータのステータ構造において、直径を異ならせた金属線よりなる前記U相、V相、W相バスリングを前記軸線の周りに同心状に配列すると共に、それらU相、V相、W相バスリングを保持すべく前記複数のコイルにそれぞれ対応して設けられる複数のバスリングホルダを、個々のコイルにおけるインシュレータの前記軸線方向の一側面に円周方向に互いに間隔をおいて配置、固定し、その各々のバスリングホルダの外側面に、U相、V相、W相バスリングをそれぞれ嵌合、保持するU相、V相、W相バスリング支持溝を径方向に互いに間隔をおいて設け、円周方向に隣接するバスリングホルダ間で、U相、V相、W相バスリングの一部をU字状に屈曲させて径方向に突出する結線部を形成し、これらの結線部を、円周方向に隣接するバスリングホルダ間で、対応するコイルの巻線の端部に結線したことを特徴とするモータのステータ構造が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a stator is formed by arranging a plurality of coils, in which windings are wound around an iron core via an insulator, in an annular shape around an axis. In the stator structure of the motor in which the end of the winding of each coil is connected to any one of the U-phase, V-phase, and W-phase bus rings arranged along the stator, the U made of metal wires having different diameters. A plurality of phase, V, and W phase bus rings are arranged concentrically around the axis, and a plurality of coils are provided corresponding to the plurality of coils to hold the U phase, V phase, and W phase bus rings, respectively. Bus ring holders are arranged and fixed circumferentially on one side surface of the insulator of each coil in the axial direction , and U-phase, V-phase, W-phase are arranged on the outer surface of each bus ring holder. Phase bus ring Each fitting, U-phase to hold, arranged at the V-phase, W-phase bus ring support groove spacing from each other in the radial direction, between the bus ring holder circumferentially adjacent, U-phase, V-phase, W-phase bus a part of the ring to form a connection portion protruding in a radial direction by bending in a U shape, the end of these wire connection portion, between the bus ring holder adjacent circumferentially of the coil that corresponds winding the stator structure of the motor, characterized in that the connection to the section is Ru been proposed.
請求項1の構成によれば、環状に配置された複数のコイルのインシュレータの軸線の周りに、直径を異ならせた金属線よりなるU相、V相、W相バスリングを同心状に配列すると共に、個々のコイルにおけるインシュレータの軸線方向の一側面に、U相、V相、W相バスリングを保持すべく前記複数のコイルにそれぞれ対応して設けられる複数のバスリングホルダを円周方向に互いに間隔をおいて配置、固定し、このバスリングホルダの外側面に径方向に互いに間隔をおいて設けたU相、V相、W相バスリング支持溝に、前記U相、V相、W相バスリングを嵌合させて保持し、これらのU相、V相、W相バスリングの一部をU字状に屈曲させて径方向に突出する結線部を形成し、これらの結線部を、円周方向に隣接するバスリングホルダ間のスペースを利用して、円周方向に隣接するバスリングホルダ間で、対応するコイルの巻線の端部に結線したので、その結線部がステータの径方向外端から外側に突出したり、バスリングホルダの軸線方向端面から外側に突出することがなくなり、ステータの径方向寸法や軸線方向の寸法が大型化するのを回避してモータ全体の小型化に寄与することができる。また、金属線よりなるU相、V相、W相バスリングの一部を屈曲させて径方向にU字状に突出させた結線部を形成したことで、簡単な加工で部品点数を増加させることなくU相、V相、W相バスリングに結線部を設けて製造コストの削減に寄与することができる。 According to the configuration of claim 1, the U-phase, V-phase, and W-phase bus rings made of metal wires having different diameters are arranged concentrically around the axis of the insulator of the plurality of coils arranged in a ring shape. In addition, a plurality of bus ring holders provided respectively corresponding to the plurality of coils to hold the U-phase, V-phase, and W-phase bus rings on one side surface in the axial direction of the insulator in each coil in the circumferential direction. at intervals arrangement, secured together, U phase spaced from each other on the outer surface in the radial direction of the bus ring holder, V-phase, and W-phase bus ring support groove, the U-phase, V-phase, W A phase bus ring is fitted and held, a part of these U-phase, V-phase, and W-phase bus rings is bent into a U-shape to form a connection portion protruding in the radial direction, and these connection portions are , between the bus ring holder adjacent circumferentially Using the pace between the bus ring holder circumferentially adjacent, since the connection to the end of the winding of the corresponding coil, or protrude outside the connection portion from the radially outer end of the stator, the bus rings The holder does not protrude outward from the axial end surface of the holder, and the radial dimension and axial dimension of the stator can be avoided from increasing, thereby contributing to the downsizing of the entire motor. Further, U-phase made of a metal wire, V-phase, by forming the connection portion which projects into a U-shape in the radial direction by bending a part of the W-phase bus ring, increasing the number of parts in a simple process The connection portion can be provided in the U-phase, V-phase, and W-phase bus rings without contributing to the reduction in manufacturing cost.
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1〜図7は本発明の一実施例を示すもので、図1はハイブリッド車両のパワーユニットの縦断面図、図2は図1の2−2線拡大矢視図、図3は図2の3部拡大図、図4は図3の4−4線断面図、図5はコイル単体の斜視図、図6はバスリングの斜視図、図7は結線端子の斜視図である。 1 to 7 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a power unit of a hybrid vehicle, FIG. 2 is an enlarged view taken along line 2-2 in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3, FIG. 5 is a perspective view of a single coil, FIG. 6 is a perspective view of a bus ring, and FIG. 7 is a perspective view of a connection terminal.
図1に示すように、ハイブリッド車両のパワーユニットは、エンジンEおよびトランスミッションT間に配置された直流ブラシレスモータMを備える。エンジンEのシリンダブロック11およびクランクケース12の右側面にモータケース13、トルクコンバータケース14およびミッションケース15が結合されており、シリンダブロック11およびクランクケース12間に支持されたクランクシャフト16の軸端にモータMのロータ17が固定される。ロータ17の外周に固定した複数の永久磁石18…に環状のステータ19が所定のエアギャップを介して対向しており、ステータ19の外周に嵌合する環状の取付ブラケット20が複数本のボルト21…でモータケース13に固定される。
As shown in FIG. 1, the power unit of the hybrid vehicle includes a DC brushless motor M arranged between the engine E and the transmission T.
トルクコンバータケース14に収納されたトルクコンバータCは、タービンランナー22とポンプインペラ23とを備えており、タービンランナー22に結合されてポンプインペラ23を覆うサイドカバー24がドライブプレート25を介してモータMのロータ17に接続される。トルクコンバータCのポンプインペラ23は、ミッションケース15に支持されたメインシャフト26の左端に結合される。
The torque converter C housed in the
図2〜図5に示すように、モータMのステータ19は、同一構造を有する複数個(実施例では24個)のコイル31…を円周方向に結合してなり、図3には24個のコイル31…のうちの3個が完全に示される。各々のコイル31は、多数の鋼板を積層した鉄心32(図4および図5参照)の外周を合成樹脂製のインシュレータ(ボビン)33で覆い、そのインシュレータ33に巻線34を複数層に巻回してなる。鉄心32の径方向の外端部は、その円周方向の両端部に凸部32aおよび凹部32bを備えており、それらの凸部32aおよび凹部32bが交互に嵌合することで円周方向に結合される。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
インシュレータ33は、鉄心32に対して取り付け可能になるように、割り面p(図5参照)でモータMの軸線L(図1参照)方向に2分割される。インシュレータ33は巻線34が巻き付けられるインシュレータ本体部35と、インシュレータ本体部35の径方向両端に設けられた外側フランジ36および内側フランジ37と、外側フランジ36の軸線L方向一端に突設された外側結線端子支持部38と、内側フランジ37の軸線L方向一端に突設された内側結線端子支持部39とを備える。
The
外側結線端子支持部38には結線端子挿入溝38aと、バスリングホルダ係止孔38bと、巻線案内溝38cと、第1、第2バスリング案内溝38d,38eとが形成される。また内側結線端子支持部39には結線端子挿入溝39aと、バスリングホルダ係止孔39bと、第1〜第3巻線案内溝39c〜39eとが形成される。バスリングホルダ40は合成樹脂で一体成形された板状の部材であって、その表面に軸線Lを囲む円周方向に延びるようにして径方向に互いに間隔をおいて設けられたU相、V相、W相バスリング支持溝40a,40b,40cと、その径方向両端に突設された一対の係止突起40d,40eとを備える。バスリングホルダ40は、その径方向外側の係止突起40dが外側結線端子支持部38のバスリングホルダ係止孔38bに係合し、その径方向内側の係止突起40eが内側結線端子支持部39のバスリングホルダ係止孔39bに係合することで、各コイル31におけるインシュレータ33の軸線L方向一端側に、円周方向に互いに間隔をおいて配置、固定される。バスリングホルダ係止孔38b,39bと係止突起40d,40eとの係合でバスリングホルダ40を固定するので、その着脱が容易である。
The outer connection
図7に示すように金属製の外側結線端子41は中央の固定部41aの両端に第1、第2結線部41b,41cを備えており、固定部41aを外側結線端子支持部38の結線端子挿入溝38aに圧入することで固定される。また金属製の内側結線端子42は中央の固定部42aの両端に第1、第2結線部42b,42cを備えており、固定部42aを内側結線端子支持部39の結線端子挿入溝39aに圧入することで固定される。
As shown in FIG. 7, the metal
図3および図6に示すように、24個のコイル31…にU相、V相、W相の電流を供給すべく、直径が僅かに異なるU相バスリング43、V相バスリング44およびW相バスリング45が設けられる。各バスリング43,44,45は金属線を環状に屈曲させたもので、その両端部が重ねられて給電端子43a,44a,45aに接続される。
As shown in FIGS. 3 and 6, in order to supply U-phase, V-phase, and W-phase currents to 24
各バスリング43,44,45は、3個おきのコイル31…に向かって径方向外側にU字状に突出する結線部43b…,44b…,45b…を備えており、隣接する結線部43b…,44b…,45b…間が円周方向に延びる支持部43c…,44c…,45c…により接続される。最も径方向外側に位置するU相バスリング43の支持部43c…には、径方向中間に位置するV相バスリング44の結線部44b…との干渉を回避し、かつ最も径方向内側に位置するW相バスリング45の結線部45b…との干渉を回避するためのU字状の逃げ部43d…が形成される。径方向中間に位置するV相バスリング44の支持部44c…には、径方向内側に位置するW相バスリング45の結線部45b…との干渉を回避するためのU字状の逃げ部44d…が形成される。最も径方向内側に位置するW相バスリング45の支持部45c…には逃げ部は形成されていない。この構造により、U相、V相、W相バスリング43,44,45を基本的に同一平面内に配置することができる。
Each of the
しかして、ステータ19に設けた24個のバスリングホルダ40…のU相、V相、W相バスリング支持溝40a…,40b…,40c…に、それぞれU相バスリング43、V相バスリング44およびW相バスリング45の支持部43c…,44c…,45c…が嵌合して正しい位置に保持される。
The U-phase, V-phase, and W-phase bus
各コイル31の巻線34の結線は次のようにして行われる。
The connection of the winding 34 of each
先ず、図3および図5に示すように、各コイル31の巻線34の径方向内側の端部は第3巻線案内溝39eを通過して内側給電端子42の第2結線部42cに結線された後に、第2、第1巻線案内溝39d,39cを通過して隣のコイル31の内側給電端子42の第1結線部42bに結線される。その結果、全てのコイル31…の巻線34…の径方向内側の端部は一体に結線されてアースを構成する。一方、各コイル31の巻線34の径方向外側の端部は巻線案内溝38cを通過して外側給電端子41の第1結線部41bに結線され、また外側給電端子41の第2結線部41cには第1、第2バスリング案内溝38d,38eに案内されたU相、V相、W相バスリング43,44,45の結線部43b,44b,45bのいずれかが結線される。その結果、U相、V相、W相バスリング43,44,45の結線部43b,44b,45bには、それぞれ3個おきのコイル31…の巻線34…の径方向外側の端部が結線されることになる。
First, as shown in FIGS. 3 and 5, the radially inner end of the winding 34 of each
従って、U相、V相、W相バスリング43,44,45の給電端子43a,44a,45aから120°位相がずれた電流を供給すると、24個のコイル31…が異なる位相で励磁されてステータ19に回転磁界が形成されることで、永久磁石18…との間に電磁力が作用してロータ17が回転する。
Therefore, when currents that are 120 ° out of phase are supplied from the
以上のように、U相、V相、W相バスリング43,44,45の一部をU字状に屈曲させて径方向に突出する結線部43b,44b,45bを形成し、これらの結線部43b,44b,45bを、円周方向に隣接するバスリングホルダ40…に挟まれたスペースを利用して、円周方向に隣接するバスリングホルダ40…間で、対応するコイル21…の巻線34…の端部に結線するので、その結線部がステータ19の径方向外端から外側に突出したり、バスリングホルダ40…の軸線L方向端面から外側に突出することがなくなり(図4参照)、ステータ19の径方向寸法や軸線L方向の寸法が大型化するのを回避してモータM全体の小型化に寄与することができる。また、金属線よりなるU相、V相、W相バスリング43,44,45の一部を屈曲させて径方向にU字状に突出させた結線部43b,44b,45bを形成したので、簡単な加工で部品点数を増加させることなくU相、V相、W相バスリング43,44,45に結線部43b,44b,45bを設けて製造コストの削減に寄与することができる。
As described above, a part of the U-phase, V-phase, and W-phase bus rings 43, 44, and 45 are bent into a U-shape to form
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施例ではU相、V相、W相バスリング43,44,45をコイル21…の巻線34…の径方向外側の端部に結線しているが、それをコイル21…の巻線34…の径方向内側の端部に結線しても良い。
For example, U-phase in the embodiment, V-phase, and the W-phase bus rings 43, 44 and 45 that are connected to the radially outer end of the
19 ステータ
31 コイル
32 鉄心
33 インシュレータ
34 巻線
40 バスリングホルダ
40a U相バスリング支持溝
40b V相バスリング支持溝
40c W相バスリング支持溝
43 U相バスリング
43b 結線部
44 V相バスリング
44b 結線部
45 W相バスリング
45b 結線部
L 軸線
19
Claims (1)
直径を異ならせた金属線よりなる前記U相、V相、W相バスリング(43,44,45)を前記軸線(L)の周りに同心状に配列すると共に、それらU相、V相、W相バスリング(43,44,45)を保持すべく前記複数のコイル(31)にそれぞれ対応して設けられる複数のバスリングホルダ(40)を、個々のコイル(31)におけるインシュレータ(33)の前記軸線(L)方向の一側面に円周方向に互いに間隔をおいて配置、固定し、
その各々のバスリングホルダ(40)の外側面に、U相、V相、W相バスリング(43,44,45)をそれぞれ嵌合、保持するU相、V相、W相バスリング支持溝(40a,40b,40c)を径方向に互いに間隔をおいて設け、
円周方向に隣接するバスリングホルダ(40)間で、U相、V相、W相バスリング(43,44,45)の一部をU字状に屈曲させて径方向に突出する結線部(43b,44b,45b)を形成し、これらの結線部(43b,44b,45b)を、円周方向に隣接するバスリングホルダ(40)間で、対応するコイル(31)の巻線(34)の端部に結線したことを特徴とするモータのステータ構造。 The stator (19) is configured by arranging a plurality of coils (31) around which the winding (34) is wound around the iron core (32) via the insulator (33) in an annular shape around the axis (L), The stator of the motor in which the end of the winding (34) of each coil (31) is connected to any of the U-phase, V-phase, and W-phase bus rings (43, 44, 45) arranged along the stator (19). In structure
The U-phase, V-phase, and W-phase bus rings (43, 44, 45) made of metal wires having different diameters are arranged concentrically around the axis (L), and the U-phase, V-phase, A plurality of bus ring holders (40) provided in correspondence with the plurality of coils (31) in order to hold the W-phase bus rings (43, 44, 45) are provided with insulators (33) in the individual coils (31). Arranged and fixed to one side surface of the axis (L) direction at a distance from each other in the circumferential direction ,
U-phase, V-phase, and W-phase bus ring support grooves for fitting and holding U-phase, V-phase, and W-phase bus rings (43, 44, 45) on the outer side surfaces of the respective bus ring holders (40). (40a, 40b, 40c) are radially spaced from each other,
Between the bus ring holders (40) adjacent to each other in the circumferential direction, a connecting portion protruding in the radial direction by bending a part of the U-phase, V-phase, and W-phase bus rings (43, 44, 45) in a U shape (43 b, 44b, 45b) is formed, these connecting portion (43 b, 44b, 45b), between the bus ring holder adjacent circumferentially (40), the windings of the coil (31) that correspond ( 34) A stator structure for a motor, characterized in that the stator structure is connected to an end portion.
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