JP5978357B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
本願は、2011年11月22日に、日本に出願された特願2011−255217号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、上記従来の回転電機においては、中点バスリングに各コイル導線を結線するための複雑な結線部形状を設けなければならないため、製造コストが高騰することも懸念される。
(1)すなわち、本発明の一態様に係る回転電機は、コイル導線を各々に巻回した複数の分割コア片が環状に配列されて構成されたステータコアを有し;前記各分割コア片に巻回した前記各コイル導線の一端側が対応する相の給電端子に接続されるとともに、前記各コイル導線の他端側が中性点として相互に結線される;回転電機であって、前記各コイル導線は、平角線によって構成され;前記コイル導線の前記一端側または前記他端側の引き出し部は、複数の前記一端側または前記他端側の引き出し部が径方向に層状に重ね合された状態で、前記ステータコアの円周方向に沿って引き回されており;前記各コイル導線の前記一端側または前記他端側の端部は、前記一端側または前記他端側の引き出し部が前記ステータコアの円周上の所定位置において前記ステータコアの外側に引き出され;前記一端側または前記他端側の端部は、前記複数のコイル導線の前記一端側または前記他端側の端部が、前記平角線を層状に重ね合せて一列に整列された状態で、前記平角線の平坦面を面接触させて隣接する前記平角線同士が物理的に結合されてかつ整列された前記複数のコイル導線のすべてが相互に電気的に接続される各相連結部または中点連結部を構成している。
図1は、本実施形態に係る回転電機に組み込まれるステータ1を示す図である。図2は、ステータ1のステータコア2の単体を示す図である。図3は、ステータ1を端子台3とともにハウジング4に組み付けた状態を示す図である。
本実施形態に係る回転電機は、電気自動車やハイブリッド車両の車両駆動と回生発電に用いられる三相交流式の回転電機であり、円環状のステータ1の内側には、図示しないロータが回転可能に配置されている。ロータは減速機構等を介して車両の車軸に連結されている。
この実施形態においては、コイル導線5は、すべて横長の矩形断面の平角線が採用されている。
なお、本実施形態では、分割コア片8は、U相用、V相用、W相用のもの合計12個、各相4個ずつであり、円周方向でU相,V相,W相の配列が繰り返されるように順に並んで配置されている。
分割コア片8は、鋼板を複数枚積層して構成されたコア本体9と、コア本体9の周域に嵌合されてコア本体9を電気的に絶縁するインシュレータ10と、を備えている。
インシュレータ10は、コア本体9のティース部9bに嵌合される。また、インシュレータ10は、その外周側にコイル導線5が巻回されるコイル巻回部10aと、コイル巻回部10aに巻回された各コイル導線5の始端側と終端側の引き出し部5Du,5Dv,5Dw,5Dnをステータコア2の円周方向に沿って円周上の所定位置まで引き回す導線案内部10bと、を備えている。
ここで、この二部品のうちの一方を第1半割体13と呼び、他方を第2半割体14と呼ぶとすると、前記の導線案内部10bは、一方の部品である第1半割体13に一体に形成されている。第1半割体13と第2半割体14には、ティース部9bの延出方向(R方向)に沿う両側部にそれぞれフランジ部13a,13a,14a,14aが設けられ、これらの両側のフランジ部13a,13a,14a,14aの間でコイル導線5が巻回されるようになっている。
図4〜図6中の符号17は、コイル巻回部10aから引き出されたコイル導線5の中性点側の端部(引き出し部5Dn)を引き出し溝16nに案内するために、前記ブロックのコイル巻回部10aに臨む側の面に設けられた案内壁である。
これらの図に示すように、U相用の4つの分割コア片8から引き出されたコイル導線5の引き出し部5Duは、インシュレータ10の案内溝15uに沿ってステータコア2の円周上の一箇所に引き回され、その箇所からステータコア2の径方向外側に突出するように折り曲げられている。こうして折り曲げられた引き出し部5Duの端部(接続端5Eu)は一つに束ねられてヒュージング処理(ヒュージング)によって対応するU相の給電端子7U(図1〜図3参照)に接続されている。
これらの図に示すように、V相用とW相用の各4つの分割コア片8から引き出された引き出し部5Dv,5Dwは、U相の引き出し部5Duと同様に、それぞれインシュレータ10の案内溝15v,15wに沿ってステータコア2の円周上の一箇所に引き回され、その箇所からステータコア2の径方向外側に突出するように折り曲げられている。V相,W相の各引き出し部5Dv,5Dwの端部(接続端5Ev,5Ew)は、それぞれ一つに束ねられてヒュージング処理によって対応する給電端子7V,7W(図1〜図3参照)に接続されている。
これらの図に示すように、すべての分割コア片8から引き出されたコイル導線5の中性点側の引き出し部5Dnは、インシュレータ10の案内溝15nに沿ってステータコア2の円周上の一箇所に引き回され、その箇所からステータコア2の径方向外側に突出するように折り曲げられている。すべての中性点側の引き出し部5Dnの端部は、ヒュージング処理によって相互に電気的に接続されるとともに物理的にも接続されている。こうして相互に接続された中性点側の引き出し部5Dnの端部は中点連結部18を構成している。
同図に示すように、U相,V相,W相の各接続端5Eu,5Ev,5Ewと、中点連結部18は、それぞれステータコア2の円周上の異なる位置から引き出されているが、これらはステータコア2の円周上の相互に近接する領域に配置されている。
具体的には、U相の接続端5Euは、ステータコア2の一つの分割コア片8−1の円周方向の一端側に配置され、中点連結部18は、その同じ分割コア片8−1の円周方向の他端側に配置されている。そして、V相の接続端5Evは、分割コア片8−1の一端側に隣接する分割コア片8−2のU相の接続端5Euに近接する側の端部に配置され、W相の接続端5Ewは、同じ分割コア片8−2のU相の接続端5Euと離間する側の端部に配置されている。つまり、この実施形態の場合、各接続端5Eu,5Ev,5Ewと中点連結部18は、隣接する2つの分割コア片8−1,8−2の径方向外側領域に集約して配置されている。
このヒュージング処理の詳細を図13A〜図13G,図14A〜図14Dを参照して説明する。
最初に、図13Aに示すように、コイル導線5の引き出し部5Dnを層状に重ね合わせて一列に整列させる。その後、図13Bに示すように、コイル導線5の引き出し部5Dnを積層方向の両側からクランプし、その状態で平角線の長手方向の一方の端面の被膜の一部を除去する。これによってコイル導線5の長手方向の高さのバラツキが吸収される(すなわち、高さが揃う)。
次に、複数のコイル導線5をクランプしたまま、図13Cに示すように、結束板19によって周域を包み込み、ヒュージング用の一対の電極20A,20Bの間にセットする。
この状態から、図13D,図13Eに示すように、電極20A,20Bで予備かしめを行って密着度を高めることにより、結束板19と各コイル導線5の間の通電経路を確保する。
この後、図13Fに示すように、結束板19とコイル導線5を間に挟んで電極20A,20Bの通電を開始するとともに、図13Gに示すように、電極20A,20Bの圧接力を高める。
また、ベース壁22上には、隣接する給電端子7W,7V,7Uの締結部間と、給電端子7Uの締結部とハウジング固定部(ボルト25)の間を電気的に絶縁するための仕切壁26a,26b,26cが設けられている。
3 端子台
4 ハウジング
5 コイル導線
5Eu,5Ev,5Ew 接続端(相連結部)
7U,7V,7W 給電端子
8 分割コア片
18 中点連結部
19 結束板(結束部材)
25 ボルト(締結部材)
Claims (7)
- コイル導線を各々に巻回した複数の分割コア片が環状に配列されて構成されたステータコアを有し;
前記各分割コア片に巻回した前記各コイル導線の一端側が対応する相の給電端子に接続されるとともに、前記各コイル導線の他端側が中性点として相互に結線される;
回転電機であって、
前記各コイル導線は、平角線によって構成され;
前記コイル導線の前記一端側または前記他端側の引き出し部は、複数の前記一端側または前記他端側の引き出し部が径方向に層状に重ね合された状態で、前記ステータコアの円周方向に沿って引き回されており;
前記各コイル導線の前記一端側または前記他端側の端部は、前記一端側または前記他端側の引き出し部が前記ステータコアの円周上の所定位置において前記ステータコアの外側に引き出され;
前記一端側または前記他端側の端部は、前記複数のコイル導線の前記一端側または前記他端側の端部が、前記平角線を層状に重ね合せて一列に整列された状態で、前記平角線の平坦面を面接触させて隣接する前記平角線同士が物理的に結合されてかつ整列された前記複数のコイル導線のすべてが相互に電気的に接続される各相連結部または中点連結部を構成している;
ことを特徴とする回転電機。 - 前記コイル導線の断面は、長辺及び短辺を有し、
前記コイル導線の前記一端側または前記他端側の引き出し部は、前記コイル導線の長辺側の面が互いに面接触するように層状に重ね合せられている;
ことを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 - 前記各相連結部または前記中点連結部は、一列に整列された前記一端側または前記他端側の端部が金属製の結束部材によって抱持されるとともに、前記結束部材が前記各コイル導線の前記一端側または前記他端側の端部にヒュージングによって接続されている;
ことを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機。 - 前記各コイル導線の一端側に接続される各相の給電端子は、前記ステータコアの外部の一箇所に集約して配置され;
前記中点連結部は、前記各相の給電端子のいずれかに隣接する位置に配置されている;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。 - 前記ステータコアは、このステータコアを収容するハウジング内に、絶縁性材料から成る端子台とともに設置され;
前記各相の給電端子は、前記端子台において外部の対応する給電線に接続され;
前記中点連結部は、前記端子台の内側に突出して配置されている;
ことを特徴とする請求項4に記載の回転電機。 - 前記端子台は、前記ステータコアの外周部において、前記ハウジングに締結部材によって固定され;
前記中点連結部は、前記ステータコアの径方向外側の、前記締結部材の設置部と前記ステータコアの円周方向で重なり、かつ前記ステータコアの軸方向で離間する位置において、前記端子台の内側に突出している;
ことを特徴とする請求項5に記載の回転電機。 - 前記各コイル導線の前記各相連結部は、前記ステータコアの外周側から前記径方向外側に向かって突出し;
前記中点連結部と、前記相連結部のうちの一つ以上とが、前記ステータコアの外周面のうちの、一つの分割コア片の前記径方向外側に突出している;
ことを特徴とする請求項6に記載の回転電機。
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