JP4548381B2 - Insulator, rotating electric machine, manufacturing method thereof, and electric vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、インシュレータ、回転電機およびその製造方法ならびに電動車両に関し、特に、ステータコアとステータコイルとの間に設けられるインシュレータ、該インシュレータを有する回転電機およびその製造方法ならびに電動車両に関する。 The present invention relates to an insulator, a rotating electric machine, a manufacturing method thereof, and an electric vehicle, and more particularly, to an insulator provided between a stator core and a stator coil, a rotating electric machine having the insulator, a manufacturing method thereof, and an electric vehicle.
鉄心とコイルとの間に設けられるボビンが従来から知られている。
たとえば、特開2000−311812号公報(特許文献1)においては、コイルの巻回方向に直交する方向に2分割されるボビンが開示されている。
A bobbin provided between an iron core and a coil is conventionally known.
For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2000-311812 (Patent Document 1) discloses a bobbin that is divided into two in a direction orthogonal to the winding direction of the coil.
また、特開2003−333781号公報(特許文献2)においても、2分割可能なインシュレータが開示されている。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-333781 (Patent Document 2) also discloses an insulator that can be divided into two.
また、特開2002−44894号公報(特許文献3)においては、コイルとコアとを絶縁する絶縁部材を、周方向に分割された複数の絶縁片から構成することが開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-44894 (Patent Document 3) discloses that an insulating member that insulates a coil and a core is composed of a plurality of insulating pieces divided in the circumferential direction.
また、特開2004−297986号公報(特許文献4)においては、ティースの積層方向の端面に位置する端壁面の間隔を狭める方向に弾性変形する弾性部を備えたインシュレータが開示されている。
インシュレータが組付けられるステータティースの厚みに若干のばらつきが生じる場合がある。この場合、インシュレータの組付け精度を確保するために、手間のかかる工程が必要になることが懸念される。 There may be some variation in the thickness of the stator teeth to which the insulator is assembled. In this case, there is a concern that a time-consuming process is required to ensure the accuracy of assembly of the insulator.
ところで、特許文献1においては、ボビンが分割されているものの、組合わされたボビンの開口幅を変化させることは想定していない。同様に、特許文献2,3においても、インシュレータの開口幅を変化させることは想定していない。また、特許文献4においては、弾性部を変形させることでインシュレータの開口幅を変化させることができるが、インシュレータにコイルを巻回した後に該インシュレータをステータティースに組付けることは想定していない。
By the way, in
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ステータティースに組付けられた際の組付け精度が高く、かつ、回転電機の生産効率を向上させることが可能なインシュレータと、該インシュレータを有する回転電機およびその製造方法ならびに電動車両とを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide high assembly accuracy when assembled to stator teeth and to improve the production efficiency of a rotating electrical machine. It is an object of the present invention to provide an insulator, a rotating electrical machine having the insulator, a manufacturing method thereof, and an electric vehicle.
本発明に係るインシュレータは、コイルが巻回された状態でステータティースに装着することが可能なインシュレータであって、コイルと接触する外周面を含む筒状部分を有する第1部材と、筒状部分の内周側に位置し、筒状部分の内周面とともにステータティースを受け入れる開口を形成する壁面を含む柱状部分を有する第2部材と、開口の幅を調節する開口幅調節機構とを備える。 An insulator according to the present invention is an insulator that can be attached to a stator tooth in a state where a coil is wound, and includes a first member having a cylindrical portion including an outer peripheral surface that comes into contact with the coil, and a cylindrical portion And a second member having a columnar part including a wall surface forming an opening for receiving stator teeth together with an inner peripheral surface of the cylindrical part, and an opening width adjusting mechanism for adjusting the width of the opening.
上記構成によれば、ステータティースを受け入れる開口の幅を調整可能とすることで、工程が複雑化することを抑制しながら、ステータティースへのインシュレータの組付け精度を向上させることができる。 According to the said structure, the assembly | attachment precision of the insulator to a stator tooth can be improved, enabling it to adjust the width | variety of the opening which receives a stator tooth, suppressing a process becoming complicated.
上記インシュレータにおいて、好ましくは、第1部材と第2部材とは、開口がステータティースを受け入れる方向に分割可能である。 In the insulator, preferably, the first member and the second member can be divided in a direction in which the opening receives the stator teeth.
また、上記インシュレータにおいて、好ましくは、開口幅調節機構は、第1部材における筒状部分および第2部材における柱状部分の一方に設けられた凸部と、他方に設けられた凹部とを含む。これにより、簡易な構成で開口幅調節機構を構成することができる。 In the insulator, preferably, the opening width adjusting mechanism includes a convex portion provided on one of the cylindrical portion of the first member and the columnar portion of the second member, and a concave portion provided on the other. Thereby, the opening width adjusting mechanism can be configured with a simple configuration.
上記インシュレータにおいて、好ましくは、開口幅調節機構は、開口のステータティースの軸方向の幅を調整する。これにより、ステータティースの軸方向におけるインシュレータの組付け精度を向上させることができる。 In the insulator, preferably, the opening width adjusting mechanism adjusts the axial width of the stator teeth of the opening. Thereby, the assembly | attachment precision of the insulator in the axial direction of stator teeth can be improved.
上記インシュレータにおいて、好ましくは、第1部材における筒状部分は、コイルの巻回時に変形しない剛性を有する。これにより、第1部材を変形させずにコイルを巻回することができる。したがって、第1部材にコイルを固く巻回することができるので、コイル密度が向上する。 In the insulator, preferably, the cylindrical portion of the first member has a rigidity that does not deform when the coil is wound. Thus, the coil can be wound without deforming the first member. Therefore, since the coil can be tightly wound around the first member, the coil density is improved.
なお、本願明細書において「変形しない」とは、積極的に意図されていない若干の変形が生じる場合を含む。 In the specification of the present application, “not deformed” includes a case where a slight deformation that is not actively intended occurs.
本発明に係る回転電機は、ステータティースと、該ステータティースに巻回されるステータコイルと、ステータティースとステータコイルとの間に設けられる、上述したインシュレータとを備える。 A rotating electrical machine according to the present invention includes a stator tooth, a stator coil wound around the stator tooth, and the above-described insulator provided between the stator tooth and the stator coil.
上記構成によれば、インシュレータの組付け精度が高く、かつ、生産効率の高い回転電機が得られる。 According to the said structure, the rotary electric machine with the high assembly | attachment precision of an insulator and high production efficiency is obtained.
上記回転電機において、好ましくは、ステータティースは積層鋼板により形成された部分を含む。 In the above rotating electric machine, the stator teeth preferably include a portion formed of laminated steel sheets.
積層鋼板により構成されたステータティースには、厚みのばらつきが生じやすい。これに対し、上述したインシュレータを用いることで、該インシュレータの組付け精度を向上させることができる。 Variations in thickness are likely to occur in stator teeth made of laminated steel sheets. On the other hand, the assembly accuracy of the insulator can be improved by using the above-described insulator.
本発明に係る回転電機の製造方法は、インシュレータにコイルを巻回する工程と、コイルが巻回されたインシュレータをステータティースに組付ける工程と、ステータティースに組付けられたインシュレータにおけるコイルが巻回された部分の外周幅を一定に保ちながら、当該部分の開口幅を調節する工程と、ステータティースに組付けられたコイルの巻線とバスバーとを接続する工程とを備える。 The method of manufacturing a rotating electrical machine according to the present invention includes a step of winding a coil around an insulator, a step of assembling the insulator around which the coil is wound on a stator tooth, and a coil in the insulator assembled on the stator tooth. A step of adjusting the opening width of the portion while keeping the outer peripheral width of the portion made constant, and a step of connecting the winding of the coil assembled to the stator teeth and the bus bar.
上記方法によれば、回転電機の生産効率を確保しながらインシュレータの組付け精度を向上させることができる。 According to the above method, it is possible to improve the assembly accuracy of the insulator while ensuring the production efficiency of the rotating electrical machine.
上記回転電機の製造方法は、好ましくは、バスバーと接続されたコイル上に樹脂部を設ける工程をさらに備える。 Preferably, the manufacturing method of the rotating electrical machine further includes a step of providing a resin portion on a coil connected to the bus bar.
インシュレータの組付け精度が低い場合、コイル上に樹脂部を設ける際に樹脂厚のマージンを大きくする必要がある。これに対し、上記方法により、コイルの組付け精度を向上させることで、樹脂厚のマージンを低減することができるので、回転電機の小型化を図ることができる。 When the assembly accuracy of the insulator is low, it is necessary to increase the resin thickness margin when the resin portion is provided on the coil. On the other hand, since the margin of the resin thickness can be reduced by improving the assembly accuracy of the coil by the above method, the size of the rotating electrical machine can be reduced.
本発明に係る電動車両は、上述した回転電機、または、上述した回転電機の製造方法により製造された回転電機を備える。 An electric vehicle according to the present invention includes the above-described rotating electrical machine or the rotating electrical machine manufactured by the above-described rotating electrical machine manufacturing method.
これにより、インシュレータの組付け精度が高く、かつ、生産効率の高い電動車両が得られる。 As a result, an electric vehicle having high insulator assembly accuracy and high production efficiency can be obtained.
本発明によれば、インシュレータの組付け精度を向上させるとともに、回転電機の生産効率を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while the assembly | attachment precision of an insulator can be improved, the production efficiency of a rotary electric machine can be improved.
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。 Embodiments of the present invention will be described below. Note that the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may not be repeated.
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。 Note that in the embodiments described below, when referring to the number, amount, and the like, the scope of the present invention is not necessarily limited to the number, amount, and the like unless otherwise specified. In the following embodiments, each component is not necessarily essential for the present invention unless otherwise specified. In addition, when there are a plurality of embodiments below, it is planned from the beginning to appropriately combine the features of each embodiment unless otherwise specified.
図1は、本発明の1つの実施の形態に係る回転電機を含むハイブリッド車両(HV:hybrid vehicle)を示す図である。なお、本願明細書において、「電動車両」はハイブリッド車両に限定されず、たとえば燃料電池車や電気自動車も「電動車両」に含まれる。 FIG. 1 is a diagram showing a hybrid vehicle (HV) including a rotating electrical machine according to one embodiment of the present invention. In the present specification, the “electric vehicle” is not limited to the hybrid vehicle, and for example, a fuel cell vehicle and an electric vehicle are also included in the “electric vehicle”.
図1を参照して、ハイブリッド車両は、ステータ10と、ロータ20と、シャフト30と、減速機構40と、ディファレンシャル機構50と、ドライブシャフト受け部60と、PCU(Power Control Unit)70と、充放電可能な二次電池であるバッテリ80とを含んで構成される。
Referring to FIG. 1, the hybrid vehicle includes a
ステータ10およびロータ20は、電動機または発電機としての機能を有する回転電機(モータジェネレータ)を構成する。ロータ20は、シャフト30に組付けられる。シャフト30は、軸受を介して駆動ユニットのハウジングに回転可能に支持される。
The
ステータ10はリング状のステータコアを有する。ステータコアは、鉄または鉄合金などの板状の磁性体を積層することにより構成される。ステータコアの内周面上には複数のステータティースおよび該ステータティース部間に形成される凹部としてのスロット部が形成されている。スロット部は、ステータコアの内周側に開口するように設けられる。
The
3つの巻線相であるU相、V相およびW相を含むステータコイルは、スロット部に嵌り合うようにティース部に巻き付けられる。U相、V相およびW相は、互いに円周上でずれるように巻き付けられる。ステータコイルは、給電ケーブルを介してPCU70に接続されている。PCU70は、給電ケーブルを介してバッテリ80と電気的に接続される。これにより、バッテリ80とステータコイルとが電気的に接続される。 A stator coil including three winding phases, a U phase, a V phase, and a W phase, is wound around the teeth portion so as to fit into the slot portion. The U phase, the V phase, and the W phase are wound so as to deviate from each other on the circumference. The stator coil is connected to the PCU 70 via a power supply cable. The PCU 70 is electrically connected to the battery 80 via a power supply cable. Thereby, the battery 80 and the stator coil are electrically connected.
ステータ10およびロータ20を含むモータジェネレータから出力された動力は、減速機構40からディファレンシャル機構50を介してドライブシャフト受け部60に伝達される。ドライブシャフト受け部60に伝達された駆動力は、ドライブシャフト(図示せず)を介して車輪(図示せず)に回転力として伝達されて、車両を走行させる。
The power output from the motor generator including the
一方、ハイブリッド車両の回生制動時には、車輪は車体の慣性力により回転させられる。車輪からの回転力によりドライブシャフト受け部60、ディファレンシャル機構50および減速機構40を介してモータジェネレータが駆動される。このとき、モータジェネレータが発電機として作動する。モータジェネレータにより発電された電力は、PCU70内のインバータを介してバッテリ80に蓄えられる。
On the other hand, during regenerative braking of the hybrid vehicle, the wheels are rotated by the inertial force of the vehicle body. The motor generator is driven through the drive
図2,図3は、ステータ10を示す斜視図(図2:モールド樹脂形成前、図3:モールド樹脂形成後)であり、図4は、図3におけるIV−IV断面図である。図2〜図4を参照して、ステータ10は、ステータコア110と、ステータコイルと、ステータコイルが接続されるバスバーと、バスバーが取付けられるステータ用端末モジュールと、モールド樹脂部120と、仕切り板130と、インシュレータ140とを含んで構成される。
2 and 3 are perspective views showing the stator 10 (FIG. 2: before molding resin formation, FIG. 3: after molding resin formation), and FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3. 2 to 4, the
図2に示されるように、ステータコイルは、第1〜第4U相コイル11U〜14Uと、第1〜第4V相コイル11V〜14Vと、第1〜第4W相コイル11W〜14Wとを含む。
As shown in FIG. 2, the stator coil includes first to fourth U-phase coils 11U to 14U, first to fourth V-
第1U相コイル11Uは、導線511Uをティースに巻くことで構成されており、導線511Uの一方端部が第1U相コイル用端子4111Uに接続され、導線511Uの他方端が第1U相コイル用端子1111Uに接続される。
The first U-phase coil 11U is configured by winding a conducting wire 511U around a tooth, one end of the conducting wire 511U is connected to a first
第1V相コイル11Vはティースに導線511Vを巻くことによって構成される。導線511Vの一方端が第1V相コイル用端子1211Vに接続され、導線511Vの他方端が第1V相コイル用端子2111Vに接続される。
First V-
第1W相コイル11Wはティースに導線511Wを巻くことによって構成され、導線511Wの一方端が第1W相コイル用端子2211Wに接続され、導線511Wの他方端が第1W相コイル用端子3111Wに接続される。
First W-
第2U相コイル12Uはティースに導線512Uを巻くことによって構成される。導線512Uの一方端は第2U相コイル用端子3212Uに接続され、導線512Uの他方端は第2U相コイル用端子4112Uに接続される。
Second U-phase coil 12U is formed by winding
第2V相コイル12Vはティースに導線512Vを巻くことによって構成される。導線512Vの一方端は第2V相コイル用端子3212Vに接続され、導線512Vの他方端は第2V相コイル用端子1212Vに接続される。
Second V-
第2W相コイル12Wはティースに導線512Wを巻くことによって構成される。導線512Wの一方端は第2W相コイル用端子3212Wに接続され、導線512Wの他方端は第2W相コイル用端子2112Wに接続される。
Second W-
第3U相コイル13Uはティースに導線513Uを巻くことにより構成される。導線513Uの一方端は第3U相コイル用端子3313Uに接続され、導線513Uの他方端は第3U相コイル用端子1313Uに接続される。
Third
第3V相コイル13Vはティースに導線513Vを巻くことによって構成される。導線513Vの一方端は第3V相コイル用端子3313Vに接続され、導線513Vの他方端は第3V相コイル用端子2313Vに接続される。
Third V-
第3W相コイル13Wはティースに導線513Wを巻付けることによって構成される。導線513Wの一方端は第3W相コイル用端子3313Wに接続され、導線513Wの他方端は第3W相コイル用端子3413Wに接続される。
Third W-phase coil 13W is formed by winding
第4U相コイル14Uはティースに導線514Uを巻付けることにより構成される。導線514Uの一方端は第4U相コイル用端子1314Uに接続され、導線514Uの他方端は第4U相コイル用端子1114Uに接続される。
Fourth U-phase coil 14U is formed by winding
第4V相コイル14Vはティースに導線514Vを巻くことによって構成される。導線514Vの一方端は第4V相コイル用端子2314Vに接続され、導線514Vの他方端は第4V相コイル用端子2114Vに接続される。
Fourth V-
第4W相コイル14Wはティースに導線514Wを巻付けることで構成される。導線514Wの一方端は第4W相コイル用端子3414Wに接続され、導線514Wの他方端は第4W相コイル用端子3114Wに接続される。
Fourth W-
各々のコイル用の端子は、レール100から突出するように設けられている。当該端子は凹部を有し、該凹部が各々の導線を受入れることで導線と端子との接続が確保される。各々のコイルは、ステータ110に組付けられる前にインシュレータ140に巻回されてカセットコイルとなる。複数のコイル間には仕切板130が設けられており、仕切板130が隣り合うコイルの絶縁を確保する。
Each coil terminal is provided so as to protrude from the
図3,図4を参照して、ステータコア110上に設けられたレールおよびコイルが樹脂により構成されるモールド樹脂部120によりモールドされている。これにより、各々のコイルの位置決めが確実に行なわれるとともに、隣り合うコイル間の絶縁が確保される。なお、このような樹脂を用いたモールドに関しては、図3,図4で示すような成形体を形成するのに限られず、ワニスなどの絶縁樹脂をコイルの表面に塗布して各々のコイルの位置決めを確保する構成を採用してもよい。
Referring to FIGS. 3 and 4, rails and coils provided on
図5は、ステータ10に取付けられる端末モジュールの斜視図である。図5を参照して、端末モジュールは、レール100を有する。レール100は正十二角形のリング状(環状)であり、所定の空間を取囲むように形成される。なお、レール100の形状は、12角形に限られず、他の多角形であってもよい。レール100内に配置されるカセットコイルの個数に応じてレール100の形状が決定される。
FIG. 5 is a perspective view of a terminal module attached to the
レール100には内周面105および外周面106が設けられ、内周面105および外周面106ともに平坦な面である。内周面105および外周面106はレール100の内周側および外周側に位置しており、レール100の周方向に沿って延びている。レール100には複数本の溝1001,1002,1003,1004が設けられている。
The
溝1001は最も内周側に位置している。そして、溝1001の外周側に溝1002が配置される。溝1002は溝1001に沿って、溝1001と平行に配置される。溝1003は溝1002の外側で、溝1002に沿って、溝1002と平行に配置されている。溝1004は溝1003の外側で、溝1003に沿って、溝1003と平行に配置されている。
The
溝1001から溝1004には複数のバスバーが嵌め合わされており、そのバスバーから矢印Aで示すアキシャル方向に延びるようにコイル用の端子が延びている。U相用電極としての第1U相コイル用端子1111U,4111Uはそれぞれ溝1001および溝1004に嵌め合わせられている。第1V相コイル用端子1211V,2111Vはそれぞれ溝1001および溝1002に嵌め合わせられている。第1W相コイル用端子2111W,3111Wはそれぞれ溝1002および溝1003に嵌め合わせられている。
A plurality of bus bars are fitted into the
第2U相コイル用端子3212U,4112Uはそれぞれ溝1003および溝1004に嵌め合わせられている。第2V相コイル用端子3212V,1212Vはそれぞれ溝1003および溝1001に嵌め合わせられている。第2W相コイル用端子3212W,2212Wはそれぞれ溝1003および溝1002に嵌め合わせられている。
Second
第3U相コイル用端子3313U,1313Uは溝1003および溝1001に嵌め合わせられている。第3V相コイル用端子3313V,2313Vは溝1003および溝1002に嵌め合わせられている。第3W相コイル用端子3313W,3413Wは溝1003に嵌め合わせられている。
Third
第4U相コイル用端子1314U,1114Uは溝1001に嵌め合わせられている。第4V相コイル用端子2314V,2114Vは溝1002に嵌め合わせられている。第4W相コイル用端子3414W,3114Wは溝1003に嵌め合わせられている。
Fourth
なお、どの端子をどの溝に嵌め合わせるかについては特に制限されるものではなく、U相、V相およびW相コイルをそれぞれ接続して回転電機が駆動するような配置であれば特に制限されるものではない。 Note that which terminal is fitted in which groove is not particularly limited, and is particularly limited as long as the rotating electrical machine is driven by connecting the U-phase, V-phase, and W-phase coils. It is not a thing.
レール100にはコネクタ102が取付けられている。コネクタ102内に設けられた金属端子が各々のバスバーと接続されている。
A
図6は、ステータ10に取付けられる端末モジュールの分解斜視図である。図6を参照して、レール100に設けられた環状の溝1001,1002,1003,1004は、それぞれ途中で途切れた形状とされている。溝1001,1002,1003,1004にはバスバーを固定するためのリブ101が形成されている。リブ101は多角形のアキシャル方向(矢印Aで示す方向)に延びるように構成されている。図6の例では、多角形の1辺には少なくとも1つのリブ101が設けられているが、一部の辺にリブ101が設けられなくてもよい。また、すべてのリブ101が省略されてもよい。さらに、確実にバスバーを押圧する観点から、1辺に付き2個以上のリブ101が設けられてもよい。
FIG. 6 is an exploded perspective view of a terminal module attached to the
バスバーは、第1バスバー11〜13と、第2バスバー21〜23と、第3バスバー31〜34と、第4バスバー41とを含む。
The bus bar includes first bus bars 11 to 13, second bus bars 21 to 23, third bus bars 31 to 34, and a
第1バスバー11,12,13は、溝1001に嵌め合わされる。第1バスバー11には、第1U相コイル用端子1111Uと、第4U相コイル用端子1114Uとが設けられる。また、第1バスバー11には、コネクタ用端子11Tが取付けられる。コネクタ用端子11Tから電力が供給され、この電力が第1バスバー11へ伝えられる。第1バスバー12には、第1V相コイル用端子1211Vと、第2V相コイル用端子1212Vとが設けられる。第1バスバー13には、第3U相コイル用端子1313Uと、第4U相コイル用端子1314Uとが設けられる。
The first bus bars 11, 12, and 13 are fitted in the
第2バスバー21,22,23は、溝1002へ嵌め合わされる。第2バスバー21には、第1V相コイル用端子2111Vと、第4V相コイル用端子2114Vとが設けられる。また、第2バスバー21には、コネクタ用端子21Tが取付けられる。コネクタ用端子21Tから電力が供給され、この電力が第2バスバー21へ伝えられる。第2バスバー22には、第1W相コイル用端子2211Wと、第2W相コイル用端子2212Wとが設けられる。第2バスバー23には、第3V相コイル用端子2313Vと、第4V相コイル用端子2314Vが設けられる。
The second bus bars 21, 22, 23 are fitted into the
第3バスバー31,32,33,34は溝1003へ嵌め合わされる。第3バスバー31には、第4W相コイル用端子3114Wと、第1W相コイル用端子3111Wとが設けられる。また、第3バスバー31には、コネクタ用端子31Tが取付けられる。コネクタ用端子31Tから電力が供給され、この電力が第3バスバー31へ伝えられる。第3バスバー32には、第2U相コイル用端子3212Uと、第2V相コイル用端子3212Vと、第2W相コイル用端子3212Wとが設けられる。第3バスバー33には、第3U相コイル用端子3313Uと、第3V相コイル用端子3313Vと、第3W相コイル用端子3313Wとが設けられる。第3バスバー32,33はU相コイル、V相コイルおよびW相コイルを接続する中性点の役割を果たす。第3バスバー34には、第3W相コイル用端子3413Wと、第4W相コイル用端子3414Wとが設けられる。
The third bus bars 31, 32, 33, 34 are fitted into the
第4バスバー41は溝1004に嵌め合わせられる。第4バスバー41には、第1U相コイル用端子4111Uと、第2U相コイル用端子4112Uとが設けられる。
The
図6ではスター結線の3相交流モータを示しているが、これに限られず、たとえばデルタ結線の3相コイルモータに本発明を適用してもよい。 Although FIG. 6 shows a star-connected three-phase AC motor, the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to a delta-connected three-phase coil motor.
ステータコア110を構成する各々の電磁鋼板どうしの固定方法として、溶接に代えてカシメを用いた場合、ステータコア110の厚みにばらつきが生じやすくなる傾向にある。ステータコア110の厚みにばらつきが生じた結果、インシュレータ140をステータティースに組付ける際、カセットコイルの位置がずれやすくなる。この結果、コイル用端子とコイル導線との良好な接続に必要なカセットコイルの組付精度が得られないことが懸念される。また、カセットコイルの組付けの効率等を考慮すると、カセットコイルとステータティースとの間にある程度の隙間を形成する必要がある。そのため、モールド樹脂部120を設ける際にカセットコイルが移動する。以上の結果として、モールド樹脂部120の厚みが薄い部分が生じることが懸念される。モールド樹脂部120の厚みが薄い場合、熱劣化によるひび割れや剥離が生じやすくなる。ひび割れや剥離により落下した樹脂片は、ギヤに噛み込まれるなどの不具合の要因になり得る。インシュレータ140においては、この問題に対し以下のように対処している。
When caulking is used instead of welding as a method for fixing the electromagnetic steel sheets constituting the
図7は、インシュレータ140を示す斜視図である。図7を参照して、インシュレータ140は、第1と第2部材141,142と、係合部143と、開口144とを含んで構成される。コイルが巻回された状態で、開口144がステータティースを受け入れることにより、インシュレータ140がステータコア110に組み付けられる。第1と第2部材は、たとえば、ナイロン系樹脂やPPS樹脂などからなる絶縁部材である。第1と第2部材141,142は、開口144がステータティースを受け入れる方向に分割可能である。係合部143は、第1部材141側に設けられた開口部143Aと第2部材142側に設けられた突起部143Bとから構成される。開口部143Aおよび突起部143Bは、開口144の幅の調整方向に複数並ぶように設けられている。そして、第1と第2部材141,142を矢印Aの方向に動かすことにより、開口144のステータティースの軸方向の幅(L2)が多段階に調整される。
FIG. 7 is a perspective view showing the
図8,図9は、それぞれ、インシュレータ140における第1と第2部材141,142を示した斜視図である。図8を参照して、第1部材141は、外周面145Aおよび内周面145Bを有する筒状部分145を含む。筒状部分145の側面に開口部143Aが形成されている。インシュレータ140に巻回されるコイルは、第1部材141の筒状部分145に巻回され、当該コイルは、筒状部分145における外周面145Aに接触する。図9を参照して、第2部材142は、筒状部分145の内周側に位置する柱状部分146を有する。柱状部分146は略コの字形状を有する。そして、柱状部分146は、筒状部分145の内周面145Bとともに開口144を形成する壁面146Aを含む。係合部143を構成する突起部143Bは、柱状部分146に形成されている。
8 and 9 are perspective views showing the first and
実際にインシュレータ140をステータコア110に組付ける際は、まず、第1と第2部材141,142を組合わせて形成されたインシュレータ140にコイルが巻回される。なお、第1部材141における筒状部分145は、コイルの巻回時に変形しないだけの剛性を有している。次に、コイルが巻回されたインシュレータ140がステータティースに組付けられる。そして、開口144の幅(L1)を調整することで、インシュレータ140がステータコア110に固定される。ここで、第1部材141の筒状部分145の外周幅(L1)は変化しない。すなわち、インシュレータ140におけるコイルが巻回された部分の外周幅(L1)は一定である。したがって、インシュレータ140によって、ステータコア110の厚みのばらつきを吸収することができる。以上の工程を、各ステータティース毎に行なう。これにより、第1〜第4U相コイル11U〜14U,第1〜第4V相コイル11V〜14V,第1〜第4W相コイル11W〜14Wがステータティースに取付けられる。その後、コイル11U〜14U,11V〜14V,11W〜14Wの巻線と第1〜第4バスバー11〜13,21〜23,31〜34,41におけるコイル用端子とがカシメにより接続される。これにより、コイル巻線とバスバーとが電気的に接続される。
When the
本実施の形態に係るインシュレータによれば、ステータティースを受け入れる開口144の幅(L2)を調整可能とすることで、工程が複雑化することを抑制しながら、ステータティースへのインシュレータの組付け精度を向上させることができる。
According to the insulator according to the present embodiment, it is possible to adjust the width (L2) of the
また、第1部材141における筒状部分145に複数の開口部143Aを形成し、第2部材142における柱状部分146に開口部143Aと係合する突起部143Bを形成することにより、簡易な構成で開口幅(L2)を多段階に調整することができる。
Further, by forming a plurality of
ステータティースを積層鋼板で形成した場合、ステータティースの厚みにばらつきが生じやすい。これに対し、インシュレータ140においては、開口144のステータティースの軸方向の幅を調整することにより、ステータティースの軸方向の組付位置のばらつきを抑制することができる。
When the stator teeth are formed of laminated steel sheets, the thickness of the stator teeth tends to vary. On the other hand, in the
また、本実施の形態に係るインシュレータ140を用いることで、ステータ10におけるコイルの組付け精度を向上させることで、コイル上にモールド樹脂部120を設ける際に樹脂厚のマージンを低減することができるので、回転電機の小型化を図ることができる。
In addition, by using the
さらに、インシュレータ140は、第1と第2部材141,142の二重構造を含むので、インシュレータとしての絶縁性能が向上する。また、絶縁を確保するためのインシュレータ140の素材の選択の自由度が高まる。この結果、コストが低減される。
Furthermore, since the
上述した構成について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係るインシュレータ140は、コイルが巻回された状態でステータティースに装着することが可能なインシュレータであって、コイルと接触する外周面145Aを含む筒状部分145を有する第1部材141と、筒状部分145の内周側に位置し、筒状部分145の内周面145Bとともにステータティースを受け入れる開口144を形成する壁面146Aを含む柱状部分146を有する第2部材142と、開口144の幅(L2)を調節する「開口幅調節機構」としての係合部143とを備える。
The above configuration is summarized as follows. That is, the
また、係合部143は、第1部材141における筒状部分145に設けられた「凹部」としての開口部143Aと、第2部材142における柱状部分146に設けられた「凸部」としての突起部143Bとを含む。ここで、開口部143Aおよび突起部143Bは、開口144の幅の調整方向に複数並ぶように設けられている。そして、係合部143により、開口144のステータティースの軸方向の幅が調整される。
The engaging
本実施の形態に係る回転電機の製造方法は、図10に示すように、インシュレータ140にコイルを巻回する工程(S10)と、コイルが巻回されたインシュレータ140をステータティースに組付ける工程(S20)と、ステータティースに組付けられたインシュレータ140におけるコイルが巻回された部分の外周幅(L1)を一定に保ちながら、当該部分の開口幅(L2)を調節する工程(S30)と、ステータティースに組付けられたコイルの巻線とバスバーとを接続する工程(S40)と、バスバーと接続されたコイル上にモールド樹脂部120を設ける工程(S50)とを備える。
As shown in FIG. 10, the method of manufacturing the rotating electrical machine according to the present embodiment includes a step of winding a coil around insulator 140 (S10), and a step of assembling
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 ステータ、11〜13 第1バスバー、21〜23 第2バスバー、31〜34 第3バスバー、41 第4バスバー、11U〜14U 第1〜第4U相コイル、11V〜14V 第1〜第4V相コイル、11W〜14W 第1〜第4W相コイル、11T,21T,31T コネクタ用端子、20 ロータ、30 シャフト、40 減速機構、50 ディファレンシャル機構、60 ドライブシャフト受け部、70 PCU、80 バッテリ、100 レール、101 リブ、102 コネクタ、105 内周面、106 外周面、110 ステータコア、120 モールド樹脂部、130 仕切り板、140 インシュレータ、141 第1部材、142 第2部材、143 係合部、143A 開口部、143B 突起部、144 開口、145 筒状部分、145A 外周面、145B 内周面、146 柱状部分、146A 壁面。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記コイルと接触する外周面を含む筒状部分を有する第1部材と、
前記筒状部分の内周側に位置し、前記筒状部分の内周面とともに前記ステータティースを受け入れる開口を形成する壁面を含む柱状部分を有する第2部材と、
前記開口の幅を調節する開口幅調節機構とを備えた、インシュレータ。 An insulator that can be attached to the stator teeth with the coil wound,
A first member having a cylindrical portion including an outer peripheral surface in contact with the coil;
A second member having a columnar portion located on the inner peripheral side of the cylindrical portion and including a wall surface forming an opening for receiving the stator teeth together with the inner peripheral surface of the cylindrical portion;
An insulator, comprising: an opening width adjusting mechanism for adjusting the width of the opening.
前記ステータティースに巻回されるステータコイルと、
前記ステータティースと前記ステータコイルとの間に設けられる、請求項1から請求項5のいずれかに記載のインシュレータとを備えた、回転電機。 With stator teeth,
A stator coil wound around the stator teeth;
The rotary electric machine provided with the insulator in any one of Claims 1-5 provided between the said stator teeth and the said stator coils.
前記コイルが巻回された前記インシュレータをステータティースに組付ける工程と、
前記ステータティースに組付けられた前記インシュレータにおける前記コイルが巻回された部分の外周幅を一定に保ちながら、当該部分の開口幅を調節する工程と、
前記ステータティースに組付けられた前記コイルの巻線とバスバーとを接続する工程とを備えた、回転電機の製造方法。 Winding a coil around an insulator;
Assembling the insulator around which the coil is wound to a stator tooth;
Adjusting the opening width of the portion while maintaining a constant outer peripheral width of the portion around which the coil is wound in the insulator assembled to the stator teeth;
A method of manufacturing a rotating electrical machine, comprising: connecting a winding of the coil assembled to the stator teeth and a bus bar.
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