JP5745359B2 - Rotating electric machine stator - Google Patents
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Description
本発明は、電気自動車、ハイブリッド自動車等に搭載される回転電機のステータに関する。 The present invention relates to a stator for a rotating electrical machine mounted on an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like.
従来より、ステータコアのティースに巻線を巻回してコイルを制作した回転電機のステータが知られている。また、他の回転電機のステータとして、セグメントコイルを用いてU字状に成形した電気導体よりなる複数のセグメントを、ステータコアのスロットへ挿入した後、脚部分を曲げ、セグメントの端部同士を接合してコイルを構成するようにしたステータも知られている(例えば、特許文献1、2参照。)。 Conventionally, a stator of a rotating electrical machine in which a coil is produced by winding a winding around a tooth of a stator core is known. Also, as a stator of other rotating electrical machines, after inserting a plurality of segments made of electric conductors formed in a U shape using segment coils into the slots of the stator core, the leg portions are bent and the ends of the segments are joined together There is also known a stator that constitutes a coil (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、ステータコアのティースに巻線を巻回することでコイルを製作する従来の回転電機では、絶縁紙を挟みながら巻線を巻回するため、巻回処理が煩雑であり、且つ、絶縁紙が噛み込み、適切な絶縁性能を確保できなくなる虞があった。 However, in a conventional rotating electrical machine that manufactures a coil by winding a winding around the teeth of the stator core, the winding process is complicated because the winding is wound while sandwiching the insulating paper. There is a possibility that the proper insulation performance cannot be secured due to biting.
また、特許文献1、2に記載の車両用回転電機のステータは、絶縁紙をスロット内に挿入後にU字状の電気導体を挿入するため、電気導体挿入時に絶縁紙と接触し、絶縁紙が噛み込み適切な絶縁性能を確保できなくなる虞があった。 Further, since the stator of the rotating electrical machine for a vehicle described in Patent Literatures 1 and 2 inserts the U-shaped electric conductor after inserting the insulating paper into the slot, the insulating paper comes into contact with the insulating paper when the electric conductor is inserted. There is a possibility that proper insulation performance cannot be secured by biting.
さらに、従来の回転電機では、部分的に巻線に被覆されるエナメル等の絶縁被覆材によって絶縁を確保する部分が存在するため、絶縁性能の点で向上の余地があった。 Further, in the conventional rotating electric machine, there is a room for improvement in terms of insulation performance because there is a part that ensures insulation by an insulation coating material such as enamel partially covered by the winding.
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、絶縁性に優れた回転電機のステータ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 thereof is to provide a stator for a rotating electrical machine having excellent insulating properties.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、
複数のスロット(例えば、後述の実施形態におけるスロット23)を有するステータコア(例えば、後述の実施形態におけるステータコア21)と、
セグメント化された複数相のコイル(例えば、後述の実施形態におけるコイル50)と、を備えた回転電機のステータ(例えば、後述の実施形態におけるステータ10)であって、
前記ステータコアの両側には、非磁性材からなる一対のベースプレート(例えば、後述の実施形態におけるベースプレート31L、31R)が設けられ、
前記セグメント化された複数相のコイルは、前記ステータコアの複数のスロットにそれぞれ挿入され、略直線状に延びる複数のコイルバー(例えば、後述の実施形態におけるコイルバー25)と、前記各ベースプレートにそれぞれ配置され、同相の前記コイルバー同士を接続して渡り部を構成する複数のコネクトコイル(例えば、後述の実施形態におけるコネクトコイル40)と、を有し、
前記コイルバーは、絶縁材(例えば、後述の実施形態における絶縁材28)に被覆された状態で前記ステータコアのスロット内に配置され、
前記コネクトコイルは、前記ステータコアの軸方向端面に面する前記ベースプレートの軸方向内側表面に形成された複数の溝(例えば、後述の実施形態における外側面溝37及び内側面溝38)に配置されて、同相のコネクトコイルが接続されるとともに他相のコネクトコイルとは絶縁されており、
前記ステータコアの前記軸方向端面と前記ベースプレートの前記軸方向内側表面との間には、絶縁シート(例えば、後述の実施形態における絶縁シート65)が設けられることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1
A stator core having a plurality of slots (for example, a
A segmented multi-phase coil (for example, a
On both sides of the stator core, a pair of base plates made of a non-magnetic material (for example,
The segmented multi-phase coils are respectively inserted into a plurality of slots of the stator core, and are respectively arranged on a plurality of coil bars (for example,
The coil bar is disposed in a slot of the stator core in a state of being covered with an insulating material (for example, an
The connect coil is disposed in a plurality of grooves (for example, an
An insulating sheet (for example, an
請求項2に係る発明は、請求項1の構成に加えて、
前記スロットに同一相の前記コイルバーが複数挿入され、前記絶縁材は前記スロット内の前記複数のコイルバーを一体に構成することを特徴とする。
In addition to the configuration of claim 1, the invention according to claim 2
A plurality of the same-phase coil bars are inserted into the slots, and the insulating material integrally forms the plurality of coil bars in the slots.
請求項3に係る発明は、請求項1又は2の構成に加えて、
前記絶縁材によって被覆された前記コイルバーは、前記ステータコアのスロット内に圧入されることを特徴とする。
In addition to the configuration of claim 1 or 2, the invention according to
The coil bar covered with the insulating material is press-fitted into a slot of the stator core.
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか1項の構成に加えて、
前記各コネクトコイルは、軸方向に異なる位置に配置された内側コネクトコイル(例えば、後述の実施形態における内側コネクトコイル42)及び外側コネクトコイル(例えば、後述の実施形態における外側コネクトコイル41)を備え、
前記ベースプレートには、対向する外側面(例えば、後述の実施形態における外側面35)と内側面(例えば、後述の実施形態における内側面36)にそれぞれ複数の溝(例えば、後述の実施形態における外側面溝37及び内側面溝38)が形成され、
前記外側面に形成された溝に前記外側コネクトコイルが配置され、
前記内側面に形成された溝に前記内側コネクトコイルが配置されることを特徴とする。
In addition to the structure of any one of Claims 1-3, the invention which concerns on Claim 4
Each of the connect coils includes an inner connect coil (for example, an
The base plate has a plurality of grooves (for example, outer surfaces in the embodiments described later) on the outer surface (for example, the
The outer connect coil is disposed in a groove formed in the outer surface;
The inner connection coil is disposed in a groove formed in the inner surface.
請求項1の発明によれば、コイルバーは、絶縁材に被覆された状態でステータコアのスロット内に配置され、コネクトコイルは、ベースプレートの軸方向内側表面に形成された複数の溝に配置されて、同相のコネクトコイルが接続されるとともに他相のコネクトコイルとは絶縁され、ステータコアの軸方向端面とベースプレートの軸方向内側表面との間には、絶縁シートが設けられので、他相のコイル同士及び、コイルとステータコアの絶縁性が確保される。 According to the invention of claim 1, the coil bar is disposed in the slot of the stator core in a state of being covered with an insulating material, and the connect coil is disposed in a plurality of grooves formed on the axially inner surface of the base plate. In-phase connect coils are connected and insulated from other phase connect coils, and an insulating sheet is provided between the axial end surface of the stator core and the axially inner surface of the base plate. Insulation between the coil and the stator core is ensured.
請求項2の発明によれば、取り扱い性がよく、容易に複数のコイルバーをスロットに挿入することができる。 According to the invention of claim 2, it is easy to handle and a plurality of coil bars can be easily inserted into the slot.
請求項3の発明によれば、絶縁材によって被覆されたコイルバーをステータコアのスロット内に容易且つ確実に固定することができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、ベースプレートにより外側コネクトコイルと内側コネクトコイルの絶縁が確保される。 According to the invention of claim 4, the base plate ensures insulation between the outer connect coil and the inner connect coil.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
図1、図2及び図5に示すように、本実施形態の回転電機のステータ10は、ステータコア組立体20と、一対のベースプレート組立体30L、30Rと、を備え、ベースプレート組立体30L、30Rが、ステータコア組立体20の両側に配置されて組み付けられている。ステータコア組立体20とベースプレート組立体30L、30Rとの間には、例えば、シリコンシートなどの絶縁シート65が配置され、ステータコア組立体20とベースプレート組立体30L、30Rとを絶縁している。
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the
ステータコア組立体20は、ステータコア21と、複数(図に示す実施形態では48個)のコイルバー25と、を備える。
The
ステータコア21は、例えば、プレス抜きされた複数枚の珪素鋼板が積層されて構成され、その径方向内側に、48個のティース22と、隣接するティース22,22間に形成される48個のスロット23とを備える。スロット23は、ステータコア21の軸方向に貫通して形成され、軸方向から見てステータコア21の径方向に長い略長円形状に形成され、開口部24がステータコア21の内周面に開口している。
The
コイルバー25は、図4も参照して、同一形状及び同一長さを有する外径側コイルバー26と内径側コイルバー27とが、後述するコネクトコイル40の厚さ分だけ軸方向にずらされて並列配置され、両端を除く周囲が射出成形された樹脂などの絶縁材28で被覆されて一体に形成されている。具体的に、外径側コイルバー26及び内径側コイルバー27の長さは、ステータコア21の軸方向長さとコネクトコイル40の3枚分の厚さの和と略等しい長さに設定され、それぞれの両端には、コネクトコイル40の厚さと略等しい長さの小径部26a、27aが形成されている。
The
外径側コイルバー26及び内径側コイルバー27からなる複数(図に示す実施形態では48個)のコイルバー25は、図5に示すように、外径側コイルバー26が径方向外方となるようにステータコア21の径方向に並べられて、ステータコア21の48個のスロット23にそれぞれ挿入されてステータコア21の周方向に並べられ、ステータコア組立体20を構成する。
A plurality (48 in the embodiment shown in the figure) of coil bars 25 including the outer diameter
外径側コイルバー26は、ステータコア21の一方の端面21a(図5においては左端面)からコネクトコイル40の略2枚分の厚さだけ小径部26aが突出し、他方の端面21b(図5においては右端面)からコネクトコイル40の略1枚分の厚さだけ、小径部26aが突出して、スロット23に挿入されている。
The outer-diameter
また、内径側コイルバー27は、ステータコア21の一方の端面21aからコネクトコイルの略1枚分の厚さだけ、小径部27aが突出し、他方の端面21bからコネクトコイルの略2枚分の厚さだけ小径部26aが突出してスロット23に挿入されている。外径側コイルバー26及び内径側コイルバー27と、ステータコア21のスロット23と、の間には、両コイルバー26、27を被覆する絶縁材28が介在してステータコア21との絶縁が確保されている。従って、外径側コイルバー26と内径側コイルバー27とは、互いの両端部の軸方向位置が異なるように、軸方向にずらした状態で絶縁材28によって被覆される。
Further, the inner diameter
外径側コイルバー26及び内径側コイルバー27を被覆する絶縁材28は、スロット23よりも僅かに大きな略同一形状を有しており、圧入によってスロット23へ容易に固定できる。また、外径側コイルバー26及び内径側コイルバー27は、従来の巻回された巻線からなるコイルと比較して太いので、スロット23への占積率が向上する効果も有する。
The insulating
ステータコア組立体20の両側にそれぞれ配置されるベースプレート組立体30L、30Rは、図1から図7に示すように、ベースプレート31L、31Rと、複数のコネクトコイル40と、を備える。なお、ベースプレート組立体30Rは、後述する接続端子部を備えない点、溝及びコネクトコイルの形状を除き、その他の構成はベースプレート組立体30Lと同一であるので、以後、主にベースプレート組立体30Lについて説明する。
As shown in FIGS. 1 to 7, the base plate assemblies 30 </ b> L and 30 </ b> R disposed on both sides of the
ベースプレート31Lは、図6及び図7に示すように、絶縁性を有する樹脂(非磁性材)によって成形され、ステータコア21と略等しい内外径を有する略円環状部材であり、図中上方部分には径方向外方に扇状に延びる展開部31aが設けられている。展開部31aには、外部機器などに接続するための接続端子部が形成される。
As shown in FIGS. 6 and 7, the base plate 31 </ b> L is a substantially annular member that is formed of an insulating resin (nonmagnetic material) and has an inner and outer diameter substantially equal to that of the
ベースプレート31Lの内径側には、ステータコア21のスロット23に挿入された各コイルバー25の外径側コイルバー26及び内径側コイルバー27にそれぞれ対応して、48対の外径側貫通孔32及び内径側貫通孔33が、ベースプレート31Lを貫通して形成されている。
On the inner diameter side of the
対となる外径側貫通孔32と内径側貫通孔33とは、ベースプレート31Lの中心Oから径方向に延びる同一の直線L上に位置し、更に、この直線L上、且つベースプレート31Lの外径側には、外周側孔34が形成されてベースプレート31Lの外側面35と内側面36(図5参照)とを連通する。また、展開部31aが形成される円周方向位置では、外周側孔34の位置より更に径方向外方で展開部31aに位置する12個の接続端子接合孔39が形成されている。
The paired outer diameter side through
図5から図7に示すように、ベースプレート31Lの外側面35と内側面36には、それぞれ外側面35及び内側面36に開口する断面略コの字型の複数(48個)の外側面溝37及び内側面溝38が、インボリュート曲線に沿って円周方向に近接して形成されている。互いに隣接する各外側面溝37間、及び各内側面溝38間は、ベースプレート31Lから立設する壁31bによって隔離され、また、軸方向において対向する外側面溝37と内側面溝38とは隔壁31cによって隔離され、それぞれ電気的に絶縁される。
また、ベースプレート31Lは、後述する外側コネクトコイル41と内側コネクトコイル42の厚さに対応する外側面溝37と内側面溝38との各溝深さと、隔壁31cの厚さとの合計に略等しい軸方向幅に設定される。
As shown in FIGS. 5 to 7, the
The
ベースプレート組立体30Lでは、図6に示すように、ベースプレート31Lの各外側面溝37は、正面視において、外径側貫通孔32と、この外径側貫通孔32から時計方向に3個分離間した外径側貫通孔32を通る直線L上に形成される外周側孔34とを接続するように、インボリュート曲線に沿って湾曲して形成されている。但し、複数の外側面溝37の内、展開部31aに向かって延びる12個の外側面溝37aは、外径側貫通孔32から時計方向に3個分離間した外径側貫通孔32を通る直線L上までインボリュート状に延びた後、径方向に屈曲して接続端子接合孔39に接続する。
In the
また、図7に示すように、ベースプレート31Lの各内側面溝38は、正面視において、内径側貫通孔33と、この内径側貫通孔33から時計方向に(図6側から見て反時計方向に)3個分離間した内径側貫通孔33を通る直線L上に形成される外周側孔34とを、外径側貫通孔32を避けて屈曲しながら接続するように形成されている。但し、複数の内側面溝38の内、展開部31aに向かって延びる12個の内側面溝38aは、内径側貫通孔33から時計方向に(図6側から見て反時計方向に)3個分離間した内径側貫通孔33を通る直線L上まで同様に屈曲して延びた後、径方向に屈曲して接続端子接合孔39に接続する。
Further, as shown in FIG. 7, each
即ち、図6に示すように、時計方向(又は反時計方向)に6個離間して位置する外径側貫通孔32と内径側貫通孔33とは、外側面溝37及び内側面溝38が共通に連続する外周側孔34を介して接続されている。また、共通の接続端子接合孔39に接続する一対の外側面溝37aと内側面溝38aとは、時計方向(又は反時計方向)に6個離間する外径側貫通孔32と内径側貫通孔33とを接続している。
That is, as shown in FIG. 6, the outer diameter side through
なお、ベースプレート組立体30Rでは、ベースプレート31Rの各外側面溝37は、上述したベースプレート31Lの各内側面溝38と同様の形状を有し、ベースプレート31Rの各内側面溝38は、上述したベースプレート31Lの各外側面溝37と同様の形状を有する。
In the
コネクトコイル40は、銅などの導電材料によって板状に形成されており、外側面溝37、37aにそれぞれ挿入される外側コネクトコイル41(41a、41b)と、内側面溝38、38aにそれぞれ挿入される内側コネクトコイル42(42a、42b)と、に分けることができる。なお、ここで言う外側コネクトコイル41とは、ステータコア組立体20とベースプレート組立体30とが組み付けられたとき、ステータ10の軸方向外側となるコネクトコイル40のことであり、内側コネクトコイル42とは、ステータ10の軸方向内側となるコネクトコイル40のことである。
The
外側コネクトコイル41aは、図6に示すように、外側面溝37と同一形状のインボリュート曲線に沿って形成されており、その両端部には、結合孔43a、43bが形成されている。結合孔43aは、外径側コイルバー26の小径部26aと略等しい直径を有し、結合孔43bは、後述する外側コネクトコイル41aと内側コネクトコイル42aとを接続する接続ピン45と略等しい直径を有する。また、外側コネクトコイル41bは、外側面溝37aと同一形状に湾曲して形成されており、その両端部には、結合孔43aと、接続端子孔43cが形成されている。
As shown in FIG. 6, the outer connecting
内側コネクトコイル42aは、図7に示すように、内側面溝38と同一形状のインボリュート曲線に沿って形成されており、その両端部には、結合孔44a、44bが形成されている。結合孔44aは、内径側コイルバー27の小径部27aと略等しい直径を有し、結合孔44bは、接続ピン45と略等しい直径を有する。また、内側コネクトコイル42bは、内側面溝38aと同一形状に湾曲して形成されており、その両端部には、結合孔44aと、接続端子孔44cが形成されている。
As shown in FIG. 7, the
従って、ベースプレート31Lの接続端子接合孔39の部分を除いて、各外径側コイルバー26にそれぞれ接続される内側コネクトコイル42aと外側コネクトコイル41a、41bは、インボリュート曲線に沿って形成され、各内径側コイルバー27にそれぞれ接続される内側コネクトコイル42a,42bと外側コネクトコイル41aは、インボリュート曲線に沿って形成されるとともに、該インボリュート曲線の内径側において内径側貫通孔33から外径側貫通孔32を迂回するように径方向外方に延びる。
Therefore, except for the connection terminal
外側コネクトコイル41a、41bは外側面溝37、37aにそれぞれ挿入され、また、内側コネクトコイル42a、42bは内側面溝38、38aにそれぞれ挿入されている。そして、各外周側孔34には、銅、アルミニウムなどからなる導電性の接続ピン45が挿入されて外側コネクトコイル41aと内側コネクトコイル42aとを電気的に接続する。
The
これにより、時計方向(又は反時計方向)に6個離間して位置する外側コネクトコイル41aの結合孔43aと、内側コネクトコイル42aの結合孔44aとが、外側コネクトコイル41a、接続ピン45、及び内側コネクトコイル42aを介して電気的に接続された状態でベースプレート組立体30L、30Rが構成される。
なお、本実施形態のような接続ピン45を設ける代わりに、外側コネクトコイル41aと内側コネクトコイル42aのいずれか一方を接続ピン45と同等形状の突出部を一体に形成し、外側コネクトコイル41aと内側コネクトコイル42aの他方に設けられた結合孔43b、44bに挿入することで、外側コネクトコイル41aと内側コネクトコイル42aとを電気的に接続してもよい。
As a result, the
Instead of providing the
このように構成された一対のベースプレート組立体30L、30Rは、ステータコア組立体20の両側の所定位置に位置決めして配置して組み付けられる。図5に示すように、ステータコア21の一方の端面21a側(図中左側)に配置されたベースプレート組立体30Lにおいて、外径側コイルバー26の小径部26aが、外側コネクトコイル41a、41bの結合孔43aに挿入されると共に、内径側コイルバー27の小径部27aが、内側コネクトコイル42a、42bの結合孔44aに挿入された後、それぞれかしめられて固定される。即ち、外側コネクトコイル41a、41b及び内側コネクトコイル42a、42bは、同相(例えば、U相)のコイルバー25同士を接続してコイル50の渡り部を構成する。
The pair of base plate assemblies 30 </ b> L and 30 </ b> R configured as described above are positioned and assembled at predetermined positions on both sides of the
また、ステータコア21の他方の端面21b側(図中右側)に配置されたベースプレート組立体30Rにおいては、外径側コイルバー26の小径部26aが、内側コネクトコイル42aの結合孔44aに挿入されると共に、内径側コイルバー27の小径部27aが、外側コネクトコイル41aの結合孔43aに挿入された後、それぞれかしめられて固定される。即ち、外側コネクトコイル41a、41b及び内側コネクトコイル42a、42bは、同相(例えば、U相)のコイルバー25同士を接続してコイル50の渡り部を構成する。
In the
従って、同一スロット23に配置された外径側コイルバー26及び内径側コイルバー27に関して、外径側コイルバー26の一端側(図中左側)で接続された外側コネクトコイル41aは、径方向外方、且つ、時計回りに延びて同相の内側コネクトコイル42aに接続され、外径側コイルバー26の他端側(図中右側)で接続された内側コネクトコイル42aは、径方向外方、且つ、反時計回りに延びて同相の外側コネクトコイル41aに接続される。また、内径側コイルバー27の一端側(図中左側)で接続された内側コネクトコイルは、径方向外方、且つ、反時計回りに延びて同相の外側コネクトコイル41aに接続され、内径側コイルバー27の他端側(図中右側)で接続された外側コネクトコイル41aは、径方向外方、且つ、時計回りに延びて同相の内側コネクトコイル42aに接続される。
Accordingly, with respect to the outer diameter
このようにステータ10は、ステータコア組立体20の両側に一対のベースプレート組立体30L、30Rを組みつけることで構成され、これによりセグメント化されたコイル50が、同一構造を有する各相4つのコイルループ(U相コイル50U、V相コイル50V、及びW相コイル50W)を形成する。この各相4つのコイルループ(U相コイル50U、V相コイル50V、及びW相コイル50W)は、2つのコイルループを1組として2組のU相コイル50U、2つのV相コイル50V、及び2つのW相コイル50Wが、反時計方向にこの順で波巻きされる(図8及び図10参照)。なお、1つのスロット23内に配置される、絶縁材28で被覆された外径側コイルバー26と内径側コイルバー27は、1組を構成する2つのコイルループからなっている。図8は、理解を容易にするためステータからセグメント化された複数相(UVW相)のコイルを抜き出して示す斜視図、図9は、更に一相分(例えば、U相)のコイルを抜き出して示す斜視図、図10は、複数相のコイルの構成を示す模式図、図11(a)は図6の部分拡大図であり、図11(b)は(a)のB−B線断面図である。
Thus, the
また、このように構成されたステータ10では、外側コネクトコイル41a、41bと内側コネクトコイル42a、42bとが、ステータコア21を軸方向に投影した領域内に配置されると共に、軸方向に異なる位置に配置される。
Further, in the
図11(a)に示すベースプレート組立体30LのB−B線断面では、図11(b)に示すように、ベースプレート31Lの外側面において、U相の外径側コイルバー26の小径部26aの径方向外方に2つのV相の外側コネクトコイル41bと1つのW相の外側コネクトコイル41bが径方向内側からこの順に並んでおり、ベースプレート31Lの内側面において、1つのU相の内側コネクトコイル42bと2つのW相の内側コネクトコイル42bが径方向内側からこの順に並んでいる。従って、図11(a)から明らかなように、各内側コネクトコイル42a、42bが、他相の外側コネクトコイル41a、41bと軸方向で対向し、また各外側コネクトコイル41a、41bが、他相の内側コネクトコイル42a、42bと軸方向で対向している。
In the cross section taken along line B-B of the
また、ステータ10の軸方向外側に配置される複数の外側コネクトコイル41a、41bの外側面は、ベースプレート31L、31Rの端面と面一となっている。
Further, the outer surfaces of the plurality of
また、図5に示すように、コイル50は、ステータコア21の一方の端面21a側においては、外径側コイルバー26に接続する外側コネクトコイル41a、41bが軸方向外側に位置し、一方、ステータコア21の他方の端面21b側においては、内径側コイルバー27に接続する外側コネクトコイル41aが軸方向外側に位置してステータ10が組み付けられる。
Further, as shown in FIG. 5, in the
図12は、コイルバーとコネクトコイルとの接続構造を示す概念図であり、以下では外径側コイルバー26を例に説明するが、内径側コイルバー27についても同様に適用することができる。図12(a)に示す外径側コイルバー26は、その両端部に先端に向かった先細テーパー状のテーパー部26bが形成されると共に、外側コネクトコイル41a、41bの結合孔43aと内側コネクトコイル42aの結合孔44aは、外径側コイルバー26と略等しい勾配を有するテーパー孔となっている。外径側コイルバー26とコネクトコイル40は、ステータコア21にベースプレート31L、31Rを組み付け、ばね64の弾性力を介して治具の押圧部材61によって外径側コイルバー26に対しコネクトコイル40を軸方向に押圧することで、外径側コイルバー26の両テーパー部26bに、コネクトコイル40の結合孔43a、44aを嵌合させる。そして、パンチ62により外径側コイルバー26の両端部を押し潰してかしめることで、コイルバー26とコネクトコイル40とを固定する。
FIG. 12 is a conceptual diagram showing the connection structure between the coil bar and the connect coil. In the following, the outer diameter
このとき、外径側コイルバー26とコネクトコイル40との嵌合部は、テーパー状に形成されているので、外径側コイルバー26とコネクトコイル40との間に多少芯ずれがあっても、押圧部材61の押圧により外径側コイルバー26とコネクトコイル40とがセンタリングされて、テーパー部26bで確実に接合して導通する。また、複数ヶ所(本実施形態においては96か所)の接合を1回のプレス工程で行うことができ、効率的に接合加工を行うことができ、生産効率が大幅に向上する。なお、コイルバー25とコネクトコイル40とは、必ずしも圧入及びかしめにより接続する必要はなく、圧入若しくはかしめにより接続すればよい。以下では、圧入による接続ついて説明する。
At this time, since the fitting portion between the outer diameter
図12(b)に示す外径側コイルバー26は、両端部が半球状に形成されると共に、コネクトコイル40の結合孔43a、44aが半球状凹部となっており、外径側コイルバー26の半球状両端部が、コネクトコイル40の結合孔43a、44aに圧入されて外径側コイルバー26とコネクトコイル40とが接合する。この構造においても、外径側コイルバー26とコネクトコイル40とはセンタリングにより芯合わせが可能である。また、複数ヶ所の接合を1回のプレス工程で行うことができ、極めて効率的に接合することができる。
The outer diameter
図12(c)に示す外径側コイルバー26は、断面矩形に形成されており、その両端部は半円状に形成されている。また、コネクトコイル40の結合孔43a、44aも、同様の半円状凹部となっており、この半円状凹部の結合孔43a、44aに外径側コイルバー26の端部を圧入することで接合される。なお、本実施形態の外径側コイルバー26は、断面矩形に形成されてスロット23に近似する角型形状であるので、スロット23の占積率を高めることも可能である。
The outer diameter
図13はベースプレート組立体の側面に冷却プレートが配設されたステータの斜視図、図14はステータの要部縦断面図である。図13及び図14に示すステータ10は、一対の冷却プレート60が、ステータ10の両側面に設けられたベースプレート組立体30に接触して配置されている。冷却プレート60は、内部に冷媒を循環させるための冷媒通路63が形成され、不図示の冷媒供給装置から圧送される冷媒を例えば、矢印C方向(図13参照)に循環させることで、一対の冷却プレート60が接触するステータ10の外側コネクトコイル41a、41b(渡り部)を介してステータ10を積極的に冷却することができる。
FIG. 13 is a perspective view of a stator in which a cooling plate is disposed on a side surface of the base plate assembly, and FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a main part of the stator. In the
また、外側コネクトコイル41a、41bの側面が平面であるので、外側コネクトコイル41a、41bは冷却プレート60と面接触する。そのため、従来の巻線が巻回されたコイルと比較して冷却プレート60との接触面積、即ち、伝熱面積が大きく、効率的に冷却することができる。
Further, since the side surfaces of the outer connect coils 41 a and 41 b are flat, the outer connect coils 41 a and 41 b are in surface contact with the cooling
また、コイル50は、ステータコア21の一方の端面21a側においては、外径側コイルバー26に接続する外側コネクトコイル41a、41bが軸方向外側に位置し、一方、ステータコア21の他方の端面21b側においては、内径側コイルバー27に接続する外側コネクトコイル41aが軸方向外側に位置するので、外側コネクトコイル41a、41bを介して外径側コイルバー26、及び内径側コイルバー27を均等に冷却して、コイルの熱分布が抑制される。更に、ATF油などをコイルに噴射して冷却する油冷却の場合に懸念される、コイルや絶縁材に及ぼす油の影響がなく、信頼性、耐久性が向上する。
In addition, the
以上説明したように、本実施形態に係るステータ10は、コイルバー25は、絶縁材28に被覆された状態でステータコア21のスロット23内に配置され、コネクトコイル40は、ベースプレートに形成された複数の溝に配置されて、同相のコネクトコイルが接続されるとともに他相のコネクトコイルとは絶縁され、ステータコアとベースプレートとの間には、絶縁シートが設けられので、複数のコイルバー、コネクトコイル、及びステータコアの絶縁性が確保される。
As described above, in the
また、同一相の複数のコイルバー25が、絶縁材28により一体に構成されてステータコア21のスロット23に挿入されるので、取り扱い性がよく、容易に複数のコイルバー25をスロット23に挿入することができる。
In addition, since the plurality of coil bars 25 of the same phase are integrally formed of the insulating
また、絶縁材28によって被覆されたコイルバー25は、ステータコア21のスロット23内に圧入されるので、コイルバー25をステータコア21のスロット23内に容易且つ確実に固定することができる。
Further, since the
また、各コネクトコイル40は、軸方向に異なる位置に配置された内側コネクトコイル42及び外側コネクトコイル41を備え、ベースプレート31L、31Rには、対向する外側面35と内側面36にそれぞれ複数の溝37、38が形成される。外側面35に形成された外側面溝37に外側コネクトコイル41が配置され、内側面36に形成された内側面溝38に内側コネクトコイル42が配置されるので、ベースプレート31L、31Rにより外側コネクトコイル41と内側コネクトコイル42の絶縁が確保される。
Each
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、接続端子接合孔39を12個形成したが、これに限らず、接続端子接合孔39を6個形成し、隣り合う同相のコネクトコイル同士を接続してもよい。
また、一対のベースプレート組立体30L、30Rの軸方向外側に絶縁性のカバーを配置してもよく、樹脂等で被覆してもよい。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
For example, in the above-described embodiment, twelve connection terminal
Further, an insulating cover may be disposed outside the pair of
なお、本発明のステータ10は、上記したダブルスロットタイプに限定されず、図15に1相分のコイル形状を示すシングルスロットタイプのステータ、或いは図16に1相分のコイル形状を示すトリプルスロットタイプのステータとすることもできる。3相8極波巻きステータにおいて、シングルスロットタイプのステータの場合、ステータコア21のスロット数は24個であり、トリプルスロットタイプのステータの場合、ステータコア21のスロット数は72個となる。いずれのステータも、ダブルスロットタイプのステータ10と同様の構造を有するので説明は省略する。
Note that the
10 回転電機のステータ
20 ステータコア組立体
21 ステータコア
23 スロット
25 コイルバー
26 外径側コイルバー
27 内径側コイルバー
28 絶縁材
30L、30R ベースプレート組立体
31L、31R ベースプレート
32 外径側貫通孔
33 内径側貫通孔
35 外側面
36 内側面
37、37a 外側面溝(溝)
38、38a 内側面溝(溝)
40 コネクトコイル(渡り部)
41、41a、41b 外側コネクトコイル(渡り部)
42、42a、42b 内側コネクトコイル(渡り部)
50 コイル
50U U相コイル
50V V相コイル
50W W相コイル
65 絶縁シート
10
38, 38a Inner side surface groove (groove)
40 Connect coil (crossover part)
41, 41a, 41b Outer connection coil (crossover part)
42, 42a, 42b Inner connect coil (crossover part)
50
Claims (4)
セグメント化された複数相のコイルと、を備えた回転電機のステータであって、
前記ステータコアの両側には、非磁性材からなる一対のベースプレートが設けられ、
前記セグメント化された複数相のコイルは、前記ステータコアの複数のスロットにそれぞれ挿入され、略直線状に延びる複数のコイルバーと、前記各ベースプレートにそれぞれ配置され、同相の前記コイルバー同士を接続して渡り部を構成する複数のコネクトコイルと、を有し、
前記コイルバーは、絶縁材に被覆された状態で前記ステータコアのスロット内に配置され、
前記コネクトコイルは、前記ステータコアの軸方向端面に面する前記ベースプレートの軸方向内側表面に形成された複数の溝に配置されて、同相のコネクトコイルが接続されるとともに他相のコネクトコイルとは絶縁されており、
前記ステータコアの前記軸方向端面と前記ベースプレートの前記軸方向内側表面との間には、絶縁シートが設けられることを特徴とする回転電機のステータ。 A stator core having a plurality of slots;
A stator of a rotating electrical machine comprising a segmented multi-phase coil,
A pair of base plates made of a non-magnetic material are provided on both sides of the stator core,
The segmented multi-phase coils are inserted into the plurality of slots of the stator core, respectively, and are arranged on the base plates and connected to the coil bars of the same phase. A plurality of connect coils constituting the part,
The coil bar is disposed in a slot of the stator core in a state covered with an insulating material,
The connect coil is disposed in a plurality of grooves formed on the inner surface in the axial direction of the base plate facing the axial end surface of the stator core, and is connected to the in-phase connect coil and insulated from the other phase connect coil. Has been
A stator for a rotating electrical machine, wherein an insulating sheet is provided between the axial end surface of the stator core and the axially inner surface of the base plate.
前記ベースプレートには、対向する外側面と内側面にそれぞれ複数の溝が形成され、
前記外側面に形成された溝に前記外側コネクトコイルが配置され、
前記内側面に形成された溝に前記内側コネクトコイルが配置されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転電機のステータ。 Each of the connect coils includes an inner connect coil and an outer connect coil arranged at different positions in the axial direction,
The base plate is formed with a plurality of grooves on the outer side surface and the inner side surface facing each other,
The outer connect coil is disposed in a groove formed in the outer surface;
The stator for a rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the inner connection coil is disposed in a groove formed in the inner surface.
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