JP6428561B2

JP6428561B2 - 電動機用ステータ

Info

Publication number: JP6428561B2
Application number: JP2015207085A
Authority: JP
Inventors: 由紀子中野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2035-10-21
Also published as: JP2017079557A

Description

本発明は、電動機用ステータに関する。

従来、この種の電動機用ステータとしては、固定子鉄心と、固定子コイルと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。固定子鉄心は、複数のティースと、複数のティースの間に形成される複数のスロットを備えている。固定子コイルは、各スロットに挿入されて、スロットから外部に延在してティースの軸方向の端面の高さで屈曲してティースに巻回されている。この電動機用ステータでは、ティースの軸方向の端面から所定深さまでの周方向における幅を、所定深さより深い位置より狭くすることにより、スロットの軸方向の端面から所定深さまでの幅を、所定深さより深い位置より広くしている。これにより、ティースの軸方向の端面付近での固定子鉄心と固定子コイルとの接触を抑制している。

特開２０１０−１２４６３７号公報

しかしながら、上述の電動機用ステータでは、ティースの軸方向の端面から所定深さまでの周方向における幅を狭くするため、ティースの軸方向の端面から所定深さまでの磁路が狭くなり、磁束の流れが阻害される。磁束の流れが阻害されると、電動機の特性に影響が生じることから、こうした磁束の流れが阻害されることは抑制されることが望まれている。

本発明の電動機用ステータでは、磁束の流れが阻害されることを抑制することを主目的とする。

本発明の電動機用ステータは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電動機用ステータは、
複数のティースと、隣合う前記ティースの間に形成される複数のスロットと、を有するステータコアと、
前記複数のティースに巻回される複数のセグメントコイルを有するステータコイルと、
を備える電動機用ステータであって、
前記セグメントコイルは、前記スロットを挿通し、巻回される前記ティース側に屈曲して軸方向の外側に延びるように形成されており、
前記ティースに巻回される複数のセグメントコイルは、前記スロット内で前記ステータコアの径方向に並ぶように配置されており、
前記ティースの周方向の側面の軸方向の端部には、巻回される前記セグメントコイルが屈曲する位置に対応する位置のみに、切り欠きが形成されている、
ことを要旨とする。

この本発明の電動機用ステータでは、セグメントコイルは、スロットを挿通し、巻回されるティース側に屈曲して軸方向の外側に延びるように形成されている。ティースに巻回される複数のセグメントコイルは、スロット内でステータコアの径方向に並ぶように配置されている。ティースの周方向の側面の軸方向の端部には、巻回されるセグメントコイルの屈曲する位置に対応する位置のみに、切り欠きを形成する。こうした切り欠きを形成することにより、セグメントコイルとこのセグメントコイルが巻回されるティースとの接触を抑制することができる。また、ティースの周方向の側面の軸方向の端部には、巻回されるセグメントコイルが屈曲する位置と異なる位置には切り欠きを形成していないから、巻回されるセグメントコイルが屈曲する位置と異なる位置にも切り欠きを形成するものと比較すると、ティースの周方向の幅を確保することができる。これにより、磁束の流れが阻害されることを抑制することができる。

本発明の一実施例としての電動機用ステータ１０の断面の概略を説明するための概略図である。図１における要部の拡大図である。図２のＡＡ線での断面の一例を示す説明図である。図２のＢＢ線での断面の一例を示す説明図である。変形例の電動機用ステータ１０の断面の要部を説明するための説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電動機用ステータ１０の断面の概略を説明するための概略図である。なお、図１においては、ステータコア２０の複数のティース２２とスロット２４，ステータコイル３０のうち一部のみを図示している。図２は、図１における要部の拡大図である。図３は、図２のＡＡ線での断面の一例を示す説明図である。図４は、図２のＢＢ線での断面の一例を示す説明図である。

電動機用ステータ１０は、図示しないロータと共に、例えば電気自動車やハイブリッド自動車の走行用の駆動源あるいは発電機として用いられる３相交流電動機のステータ（固定子）として構成されており、図１に示すように、ステータコア２０と、ステータコイル３０と、を備えている。

ステータコア２０は、図１〜図４に示すように、電磁鋼板２０ａを複数積層することにより構成され、全体として円筒形状に形成されている。ステータコア２０は、径方向内側に突出する複数のティース２２と、複数のティース２２の間に形成される複数のスロット２４と、を備える。

ステータコイル３０は、図１〜図４に示すように、３相交流電動機のＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを構成し、各ティース２２に巻回される複数のセグメントコイル３２を備えている。セグメントコイル３２は、ステータコア２０のスロット２４を挿通し、巻回されるティース２２側に屈曲して、ステータコア２０の軸方向の外側に延びるように形成されている。隣合うティース２２のそれぞれに巻回されるセグメントコイル３２は、同一のスロット２４内においてステータコア２０の径方向において並ぶように配置されている。例えば、図３，図４に示すように、セグメントコイル３２ａは、ティース２２ａ側に屈曲し、セグメントコイル３２ｂは、ティース２２ｂ側に屈曲している。そして、図２に示すように、スロット２４内において、ティース２２ａに巻回されるセグメントコイル３２ａとティース２２ｂに巻回されるセグメントコイル３２ｂは、径方向において交互に並ぶように配置されている。

実施例の電動機用ステータ１０では、図２〜図４に示すように、ティース２２の周方向の側面の軸方向の両端部に、巻回されるセグメントコイル３２が屈曲する位置に対応する位置のみに、切り欠き４６，４８を形成する。例えば、図２、図３に示すように、ティース２２ａには、巻回されるセグメントコイル３２ａが屈曲する位置Ｐａに対応する位置のみに切り欠き４６ａ，４８ａを形成している。このように切り欠き４６ａ，４８ａを形成することにより、セグメントコイル３２ａとセグメントコイル３２ａが巻回されるティース２２ａとの接触を抑制している。また、位置Ｐａに対応する位置と異なる位置には切り欠き４６ａ，４８ａを形成していないから、位置Ｐａに対応する位置と異なる位置にも切り欠きを形成するものと比較すると、ティース２２ａの軸方向の端部において、周方向の幅を確保することができる。これにより、磁路が狭くなることが抑制されるから、磁束の流れが阻害されることを抑制することができる。図２，図４に示すように、ティース２２ｂについても、ティース２２ａと同様に、巻回されるセグメントコイル３２ｂが屈曲する位置Ｐｂに対応する位置のみに切り欠き４６ｂ，４８ｂを形成し、位置Ｐｂに対応する位置と異なる位置には切り欠き４６ｂ，４８ｂを形成していないから、セグメントコイル３２ａとセグメントコイル３２ａが巻回されるティース２２ａとの接触を抑制すると共に、磁束の流れが阻害されることを抑制することができる。このように、各ティース２２の周方向の側面の軸方向の端部において、巻回されるセグメントコイル３２が屈曲する位置に対応する位置のみに切り欠き４６，４８を形成することにより、ティース２２の軸方向の端部において、磁路が狭くなることが抑制される。これにより、磁束の流れが阻害されることを抑制することができる。

以上説明した実施例の電動機用ステータ１０によれば、ティース２２に巻回されるセグメントコイル３２を、スロット２４内でステータコア２０の径方向に並ぶように配置し、ティース２２の周方向の側面の軸方向の端部には、巻回されるセグメントコイル３２が屈曲する位置に対応する位置のみに切り欠き４６，４８を形成することにより、磁束の流れが阻害されることを抑制することができる。

実施例の電動機用ステータ１０では、ティース２２の周方向の側面の軸方向の端部には、巻回されるセグメントコイル３２が屈曲する位置に対応する位置に切り欠き４６，４８を形成しているが、切り欠き４６，４８のうちの一方を形成しないものとしてもよい。

実施例の電動機用ステータ１０では、例えば、図３，図４に示すように、同一のスロット２４に配置されるセグメントコイル３２ａ，３２ｂについて、セグメントコイル３２ａは、ティース２２ａ側に屈曲し、セグメントコイル３２ｂは、ティース２２ｂ側に屈曲するものとしたが、図５の変形例の電動機用ステータ１１０に示すように、同一のスロット２４内において、セグメントコイル３２ａ，３２ｂが共にティース２２ａ側に屈曲するものとしてもよい。この場合、ティース２２ａの周方向における一方の側面（図５においてセグメントコイル３２ａ，３２ｂが右側に屈曲する場合にはティース２２の左側の側面）のみに切り欠き１４６ａを設けるものとすればよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ステータコア２０が「ステータコア」に相当し、ステータコイル３０が「ステータコイル」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電動機用ステータの製造産業などに利用可能である。

１０，１１０電動機用ステータ、２０ステータコア、２０ａ電磁鋼板、２２，２２ａ，２２ｂティース、２４スロット、３０ステータコイル、３２，３２ａ，３２ｂセグメントコイル、４６，４６ａ，４６ｂ，４８，４８ａ，４８ｂ，１４６ａ切り欠き。

Claims

複数のティースと、隣合う前記ティースの間に形成される複数のスロットと、を有するステータコアと、
前記複数のティースに巻回される複数のセグメントコイルを有するステータコイルと、
を備える電動機用ステータであって、
前記セグメントコイルは、前記スロットを挿通し、巻回される前記ティース側に屈曲して軸方向の外側に延びるように形成されており、
前記ティースに巻回される複数のセグメントコイルは、前記スロット内で前記ステータコアの径方向に並ぶように配置されており、
前記ティースの周方向の側面の軸方向の端部には、巻回される前記セグメントコイルが屈曲する位置に対応する位置のみに、切り欠きが形成されている、
電動機用ステータ。