JP5221103B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機に関し、特に、ステータの一方の軸方向端面に設けられ、複数の配線を含む集電配電板を配置して、ステータコイルを結線すると共に、バスバーに接続した回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine, and more particularly to a rotating electrical machine that is provided on one axial end face of a stator and has a current collecting and distributing plate including a plurality of wirings connected to a stator coil and connected to a bus bar.
従来から、環状に形成されたステータの一方の軸方向端面に、バスバー配列板や、集中配電部材を配置して、これらバスバー配列板や集中配電板を用いて、各コイルとバスバーとを接続する回転電機が各種提案されている。 Conventionally, a bus bar array plate and a concentrated power distribution member are disposed on one axial end face of the annularly formed stator, and each coil and bus bar are connected using the bus bar array plate and the concentrated power distribution plate. Various rotating electrical machines have been proposed.
たとえば、特開2005−328661号公報に記載された回転電機は、ステータの軸方向端面側に設けられ、平板円環状の端子台を備え、この端子台に形成された窓部にコア巻装コイル部から突出する端子が挿入され、コア巻巻装コイルとバスバーとが接続されている。 For example, a rotating electrical machine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-328661 is provided on the end surface side in the axial direction of a stator and includes a flat plate terminal block, and a core winding coil is provided in a window formed on the terminal block. The terminal which protrudes from a part is inserted, and the core winding coil and the bus bar are connected.
さらに、特開2003−134753号公報に記載されたブラシレスモータは、ステータの一方の軸方向端面側に配置された環状の集中配電板を備え、この集中配電板は、周方向に延びる3つの保持溝と、各保持溝内に収容されたバスバーと、各バスバーに複数設けられ、巻線の端部が接続されるダブを複数備えている。
しかし、上記特開2003−134753号公報に記載されたブラシレスモータにおいては、集中配電板に複数のタブを設ける必要があり、集中配電板自体の構成が複雑なものとなっている。 However, in the brushless motor described in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-134753, it is necessary to provide a plurality of tabs on the central power distribution plate, and the configuration of the central power distribution plate itself is complicated.
さらに、特開2005−328661号公報に記載された回転電機においては、各コイル巻装コイルの端子が挿入される窓部間の沿面距離が短いという問題があった。 Furthermore, the rotating electrical machine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-328661 has a problem that the creepage distance between the window portions into which the terminals of the coil winding coils are inserted is short.
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、各コイルの端部とバスバーとを接続する集電配電板を備えた回転電機において、集電配電板を簡易な構成としつつも、各コイルの端部とバスバーとの接続部分間の沿面距離を確保することができる回転電機を提供することである。 The present invention has been made in view of the problems as described above, and an object of the present invention is to provide a current collector / distribution plate in a rotating electrical machine including a current collector / distribution plate that connects an end of each coil and a bus bar. An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine capable of ensuring a creepage distance between the connection portions between the end portions of the coils and the bus bars while having a simple configuration.
本発明に係る回転電機は、回転可能に支持された回転シャフトと、回転シャフトに固設されたロータと、ロータの周囲に設けられた環状のステータとを備える。そして、上記ステータは、ステータコアと、該ステータコアに巻回された複数のコイルと、ステータの一方の軸方向端部に配置された集電配電板と含み、コイルの第1端部および第2端部は、ステータの一方の軸方向端部から突出するように延びる。上記コイルの第1端部は、第2端部よりも径方向内方に位置する。上記複数のコイルは、ステータの周方向に間隔をあけて配置された複数の第1相コイルと、第1相コイルの間に配置された第2相コイルと他の第2相コイルとを含む。上記配線は、1つの第1相コイルの第1端部と、他の第1相コイルの第2端部とを接続する第1配線と、第1相コイルの間に配置された第2相コイルの第1端部と、他の第2相コイルの第2端部とを接続する第2配線とを含む。上記貫通孔は、1つの第1相コイルの第1端部が挿入される第1貫通孔と、他の第1相コイルの第2端部が挿入される第2貫通孔と、1つの第2相コイルの第1端部が挿入される第3貫通孔と、他の第2相コイルの第2端部が挿入される第4貫通孔とを含む。上記凹部または凸部の少なくとも一方は、第2貫通孔と第3貫通孔との間を通り、ステータの周方向に延びるように形成される。 A rotating electrical machine according to the present invention includes a rotating shaft that is rotatably supported, a rotor fixed to the rotating shaft, and an annular stator provided around the rotor. The stator includes a stator core, a plurality of coils wound around the stator core, and a current collector and distribution plate disposed at one axial end of the stator, and the first end and the second end of the coil parts are Ru extends so as to protrude from one axial end of the stator. The first end of the coil is located radially inward from the second end. The plurality of coils include a plurality of first phase coils arranged at intervals in the circumferential direction of the stator, a second phase coil arranged between the first phase coils, and another second phase coil. . The wiring includes a first phase connecting a first end of one first phase coil and a second end of another first phase coil, and a second phase disposed between the first phase coils. A second wiring connecting the first end of the coil and the second end of another second phase coil is included. The through hole includes a first through hole into which a first end of one first phase coil is inserted, a second through hole into which a second end of another first phase coil is inserted, and one first It includes a third through hole into which the first end of the two-phase coil is inserted and a fourth through hole into which the second end of another second phase coil is inserted. At least one of the concave portion or the convex portion is formed so as to pass between the second through hole and the third through hole and extend in the circumferential direction of the stator.
好ましくは、上記電配電板は、環状に形成される。 Preferably, the electrical distribution board is formed in an annular shape.
好ましくは、上記凹部または凸部の少なくとも一方は、ステータの径方向に間隔を隔てて複数配置される。好ましくは、上記溝部のステータの軸方向の深さは、配線のステータの軸方向の高さよりも深くされる。 Preferably, at least one of the concave portion or the convex portion is arranged in a plurality with a space in the radial direction of the stator. Preferably, the depth of the groove in the axial direction of the stator is made deeper than the height of the wiring in the axial direction of the stator.
本発明に係る回転電機によれば、各コイルとバスバーとを接続する集電配電板を簡易な構成とすることができ、さらに、コイルとバスバーとの接続部分間の沿面距離を確保することができる。 According to the rotating electrical machine according to the present invention, the current collector / distribution plate connecting each coil and the bus bar can have a simple configuration, and further, it is possible to ensure a creepage distance between the connection portions of the coil and the bus bar. it can.
本発明の実施の形態に係る回転電機について、図1から図5を用いて、説明する。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。 A rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 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、本実施の形態に係る回転電機100の側断面図である。この図1に示すように、回転電機100は、回転シャフト110に固設されたロータ120と、このロータ120の周囲に設けられ、環状に形成されたステータ140と、ステータ140の一方の軸方向端面側に配設された集電配電板130とを備えている。
FIG. 1 is a side sectional view of a rotating
ロータ120は、回転シャフト110に固定されたロータコア125と、このロータコア125に形成された磁石挿入孔126内に挿入された永久磁石123と、ロータ120の両軸方向端部に設けられたロータエンドプレート122とを備えている。なお、磁石挿入孔126内には、樹脂124が充填されており、永久磁石123が固定されている。
The
ステータ140は、環状に形成されたステータコア141と、このステータコア141に巻回されたコイル142とを備えている。
The
そして、ステータコア141は、環状のヨーク部170と、ヨーク部170の内周面からステータ140径方向内方に向けて突出する複数のステータティース171とを備えている。ステータティース171は、ステータ140の周方向に間隔を隔てて複数形成されており、このステータティース171にコイル142が巻回されている。
The
図2は、ステータ140を回転シャフト110の軸方向から平面視したときの平面図である。この図2に示されるように、コイル142は、U相コイル143,144と、V相コイル145,146と、W相コイル147,148とを備えている。
FIG. 2 is a plan view when the
そして、U相コイル143の一方の配線端部163および配線端部153は、ステータ140の軸方向に配列する軸方向端面172,173のうち、一方の軸方向端面172から突出するように延びている。
One
同様に、U相コイル144の配線端部154および配線端部164と、V相コイル145の配線端部155および配線端部165と、V相コイル146の配線端部156および配線端部166と、W相コイル147の配線端部157および配線端部167と、W相コイル148の配線端部158および配線端部168とは、いずれも、ステータ140の軸方向に配列する軸方向端面172,173のうち、一方の軸方向端面172から突出するように延びている。
Similarly,
図3は、集電配電板130を回転シャフト110の軸方向から平面視した平面図である。この図3に示すように、集電配電板130は、平板円環状に形成されており、たとえば、樹脂やプラスチックなどの絶縁材料から構成されている。この集電配電板130の主表面のうち、軸方向端面172と対向する主表面180Bに対して反対側に位置する主表面180A(第2主表面)には、各配線端部153〜158が挿入される貫通孔253〜258と、各配線端部163〜168が挿入される貫通孔263〜268とを備えている。
FIG. 3 is a plan view of the current collector /
そして、集電配電板130は、貫通孔253〜258および貫通孔263〜268内に挿入された各配線端部153〜158および各配線端部163〜168と電気的に接続される配線210〜215を備えており、各配線210〜215はそれぞれ、溝部220〜225内に収容されている。
The current collector /
ここで、コイル142を構成する配線の表面には、絶縁被膜が形成されており、その一方で、コイル142を構成する配線の表面うち、配線210〜215および各配線210〜215と接触する部分は、絶縁被膜が剥離しており、各配線端部153〜158および各配線端部163〜168と配線210〜215および各配線210〜215とが電気的に接続されている。
Here, an insulating film is formed on the surface of the wiring that constitutes the
そして、図2および図3において、U相コイル143の配線端部163は、図3に示す外部配線201に接続され、V相コイル145の配線端部165は、外部配線202に接続されて、さらに、W相コイル147の配線端部167は、外部配線203に接続されている。
2 and 3, the
ここで、本実施の形態に係る回転電機100は、たとえば、ハイブリッド車両に搭載され、外部配線201,202,203は、たとえば、ハイブリッド車両に搭載されたインバータやコンバータを介して、バッテリに接続されている。そして、外部配線201,202,203には、それぞれ位相のずれた交流電力が供給されている。すなわち、回転電機100には、三相交流電力が供給される。
Here, rotating
U相コイル143の配線端部153は、配線端部163に対して、ステータ140の径方向内方側に位置しており、配線210の一方の端部に接続されている。この配線210の他方の端部は、U相コイル144の配線端部164に接続されており、U相コイル143と、U相コイル144が電気的に接続されている。
The
また、V相コイル145の配線端部155は、配線端部165に対して、ステータ140の径方向内方側に位置しており、配線211の一方の端部に接続されている。配線211の他方の端部は、V相コイル146の配線端部166に接続されている。
Further, the
このため、V相コイル145とV相コイル146は、電気的に接続されている。
そして、W相コイル147の配線端部157は、配線端部167に対して、ステータ140の径方向内方に位置しており、配線213の一方の端部に接続されている。配線213の他方の端部は、配線端部168に接続されている。このため、W相コイル147とW相コイル148とが電気的に接続されている。
For this reason, the V-
The
ここで、U相コイル144の配線端部154は、配線端部164に対してステータ140の径方向内方に位置しており、V相コイル146の配線端部156は、配線端部166に対してステータ140の径方向内方側に位置しており、さらに、W相コイル148の配線端部158は、配線端部168に対してステータ140の径方向内方に位置している。
Here, the
そして、各配線端部154と配線端部156とは、配線214によって電気的に接続されており、さらに、配線端部156と配線端部158とは、配線215によって電気的に接続されている。すなわち、配線端部154と配線端部156と配線端部158とが電気的に接続されることで、回転電機100の中性点が構成されている。
Each
このように各U相コイル143〜W相コイル148が接続され、各U相コイル143〜W相コイル148に電力が供給されることで、各U相コイル143〜W相コイル148が励磁して、ロータ120が回転する。
In this way, each
ここで、各配線端部163,164,165,166,167,168は、各配線端部153,154,155,156,157,158に対して、ステータ140の径方向外方側に位置している。そして、各配線端部163,164,165,166,167,168は、回転シャフト110の回転中心線を中心とする仮想円R1上に配列しており、各配線端部153,154,155,156,157,158も回転シャフト110を中心とする仮想円R2上に配列している。なお、仮想円R1の径は、仮想円R2の径よりも大径とされている。
Here, the
図4は、図3のIV−IV線における断面図である。この図4に示すように、集電配電板130のうち、軸方向端面172と対向する主表面180B(第1主表面)には、コイル142に向けて突出する突出部(凸部)270が形成されている。
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. As shown in FIG. 4, a main surface 180 </ b> B (first main surface) that faces the
そして、この突出部270は、主表面180Bのうち、貫通孔264と貫通孔257と間に位置する部分に形成されている。
And this
このため、配線端部157と配線213との接続部分と、配線端部164と配線210との接続部分との沿面距離(沿面距離とは、2つの裸充電部間につながる絶縁物の表面に沿った漏電の起こりうる最短距離をいう。)は、配線端部157と配線213接続部から貫通孔257の主表面180B側の開口縁部、突出部270の表面、および貫通孔264の開口縁部を通って、配線210と配線端部164との接続部分までの距離となる。このため、突出部270が形成されていない場合よりも沿面距離を長く確保することができる。
For this reason, the creepage distance between the connection portion between the
なお、ステータ140の一方の軸方向端面側の集電配電板130の主表面180A上には、溝部220,221,223が形成されており、各溝部220,221,223の側面を規定する壁部のステータ140の軸方向の高さは、配線210,211,213の高さよりも高くされている。さらに、配線213が収容された溝部223と、配線210が収容された溝部220との間には、溝部221が位置している。このため、配線213と配線端部157との接続部分と、配線端部164と配線210との接続部分との間の距離が長く確保されている。
Incidentally, defining one of the axial end face side on the
ここで、図3に示すように、突出部270は、環状に形成されており、貫通孔263と貫通孔258との間、貫通孔265と貫通孔253との間、貫通孔267と貫通孔255との間、貫通孔264と貫通孔257との間、貫通孔266と貫通孔254との間、および貫通孔268と貫通孔256との間を通るように環状に延びている。
Here, as shown in FIG. 3, the protruding
そして、この突出部270は、回転シャフト110の回転中心線を中心とする仮想円R3上に形成されている。そして、この仮想円R3の径は、仮想円R1の径よりも小さく、仮想円R2の径よりも大径とされている。
The
このため、外部配線201と配線端部163の接続部分と、配線端部158と配線215との接続部分との間の沿面距離が長く確保されている。
Therefore, a long creepage distance is ensured between the connection portion between the
外部配線202と配線端部165との接続部分と、配線端部153と配線210との接続部分との沿面距離が長く確保されている。外部配線203と配線端部167との接続部分と配線211と配線端部155との接続部分との沿面距離が長く確保されている。配線端部164と配線210との接続部分と、配線端部157と配線213との接続部分との間の沿面距離を長く確保することができる。配線端部166と配線211との接続部分と、配線端部154と配線214との接続部分との間の沿面距離を確保することができる。そして、配線端部168と配線213との接続部分と、配線端部156と配線214,215との接続部分との間の沿面距離を確保することができる。
A long creepage distance is secured between the connecting portion between the
このように、本実施の形態に係る回転電機100においては、各接続部分間の沿面距離を確保することができる。
Thus, in the rotating
図5は、集電配電板130の変形例を示す集電配電板130の断面図である。この図5に示す例においては、複数の突出部271,272が、主表面180Bのうち、貫通孔257と貫通孔264との間に位置する部分に形成されている。この突出部271と突出部272とは互いにステータ140の径方向に間隔を隔てて形成されており、配線213と配線端部157との接続部分と、配線端部164と配線210との接続部分との沿面距離を確保することができる。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the current collector /
さらに、上記のように突出部を形成することで各接続部分の沿面距離が確保する場合に限られず、凹部を主表面180Bに形成することで、沿面距離を確保するようにしてもよい。
Furthermore, the present invention is not limited to the case where the creepage distances of the respective connecting portions are ensured by forming the protrusions as described above, and the creepage distance may be ensured by forming the recesses on the
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、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。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。 Although the embodiment of the present invention has been described above, it should be considered that the embodiment disclosed this time is illustrative and not restrictive in all respects. 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. Furthermore, the above numerical values are examples, and are not limited to the above numerical values and ranges.
本発明は、回転電機に適用することができ、特に、ステータの一方の軸方向端面に設けられた集電配電板に配線を配置して、ステータコイルを結線すると共に、バスバーに接続した回転電機に好適である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a rotating electrical machine, and in particular, a rotating electrical machine in which wiring is arranged on a current collector / distribution plate provided on one axial end surface of a stator to connect a stator coil and to a bus bar. It is suitable for.
100 回転電機、110 回転シャフト、120 ロータ、122 ロータエンドプレート、123 永久磁石、124 樹脂、125 ロータコア、130 集電配電板、140 ステータ、141 ステータコア、142 コイル、143,144 U相コイル、145,146 V相コイル、147,148 W相コイル、153,154,155,156,157,158,163,164,165,166,167,168 配線端部、170 ヨーク部、171 ステータティース、201,202,203 外部配線、210,211,212,213,214,215 配線、220,221,223,224,225 溝部、263,264,265,266,267,268 貫通孔。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記回転シャフトに固設されたロータと、
前記ロータの周囲に設けられた環状のステータとを備え、
前記ステータは、ステータコアと、該ステータコアに巻回された複数のコイルと、前記ステータの一方の軸方向端部に配置された集電配電板とを含み、
前記集電配電板は、前記コイルの端部を受け入れ可能な複数の貫通孔と、受け入れた前記コイルの端部と電気的に接続される複数の配線と、該集電配電板の主表面のうち、前記一方の軸方向端部と対向する第1主表面に形成された凹部または凸部の少なくとも一方と、前記第1主表面に対して反対側に位置する第2主表面に形成され、各前記配線を受け入れ可能な溝部とを含み、
前記凹部または凸部の少なくとも一方は、前記第1主表面のうち、少なくとも前記貫通孔間に位置する部分に設けられ、
前記コイルの第1端部および第2端部は、前記ステータの一方の軸方向端部から突出するように延び、
前記コイルの第1端部は、第2端部よりも径方向内方に位置し、
前記複数のコイルは、前記ステータの周方向に間隔をあけて配置された複数の第1相コイルと、前記第1相コイルの間に配置された第2相コイルと、他の第2相コイルとを含み、
前記配線は、1つの第1相コイルの第1端部と他の第1相コイルの第2端部とを接続する第1配線と、前記第1相コイルの間に配置された第2相コイルの第1端部と他の第2相コイルの第2端部とを接続する第2配線とを含み、
前記貫通孔は、1つの第1相コイルの第1端部が挿入される第1貫通孔と、他の第1相コイルの第2端部が挿入される第2貫通孔と、1つの第2相コイルの第1端部が挿入される第3貫通孔と、他の第2相コイルの第2端部が挿入される第4貫通孔とを含み、
前記凹部または凸部の少なくとも一方は、前記第2貫通孔と前記第3貫通孔との間を通り、前記ステータの周方向に延びるように形成された、回転電機。 A rotating shaft rotatably supported; and
A rotor fixed to the rotating shaft;
An annular stator provided around the rotor,
The stator includes a stator core, a plurality of coils wound around the stator core, and a current collector and distribution plate disposed at one axial end of the stator,
The current collector / distribution plate includes a plurality of through-holes capable of receiving end portions of the coils, a plurality of wires electrically connected to the received end portions of the coils, and a main surface of the current collector / distribution plate. Among them, formed on the second main surface located on the opposite side with respect to the first main surface, at least one of the concave or convex portion formed on the first main surface facing the one axial end, Including a groove portion capable of receiving each of the wires,
At least one of the concave portion or the convex portion is provided in a portion of the first main surface located at least between the through holes,
The first end and the second end of the coil extend so as to protrude from one axial end of the stator,
The first end of the coil is located radially inward from the second end,
The plurality of coils include a plurality of first phase coils arranged at intervals in the circumferential direction of the stator, a second phase coil arranged between the first phase coils, and another second phase coil. Including
The wiring includes a first phase connecting a first end of one first phase coil and a second end of another first phase coil, and a second phase disposed between the first phase coils. A second wiring connecting the first end of the coil and the second end of the other second phase coil,
The through hole includes a first through hole into which a first end of one first phase coil is inserted, a second through hole into which a second end of another first phase coil is inserted, and one first through coil. Including a third through hole into which the first end of the two-phase coil is inserted and a fourth through hole into which the second end of the other second phase coil is inserted,
At least one of the concave part or the convex part passes between the second through hole and the third through hole, and is formed to extend in the circumferential direction of the stator .
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