JP6625665B2 - 固定子および回転電機 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様によると、固定子は、複数のスロットを有する固定子鉄心、複数のセグメント導体が接続されてなる固定子コイル、および絶縁性を有する絶縁部材を備えた固定子であって、前記セグメント導体は、前記スロットの内側に配置されるスロット部と、前記スロットの外側で前記スロット部から傾斜する傾斜部を有し、前記絶縁部材は、前記固定子鉄心に装着され、前記スロット部の側方に配置される第1絶縁部と、前記第1絶縁部から軸方向に延在し、前記固定子鉄心の径方向に沿って複数設けられ、コイルエンドにおいて隣接する前記セグメント導体間を絶縁する第2絶縁部とを有し、前記第2絶縁部には、前記セグメント導体における前記固定子鉄心側の面を前記傾斜部の傾斜に沿って覆う覆い部と、前記覆い部から立ち上がり、前記セグメント導体における側面の一部を覆う鍔部と、が設けられている。
本発明の第3の態様によると、固定子は、複数のスロットを有する固定子鉄心、複数のセグメント導体が接続されてなる固定子コイル、および絶縁性を有する絶縁部材を備えた固定子であって、前記セグメント導体は、前記スロットの内側に配置されるスロット部と、前記スロットの外側で前記スロット部から傾斜する傾斜部を有し、前記絶縁部材は、前記固定子鉄心の端部に配置して装着されるエンドプレートと、前記エンドプレートから軸方向に沿って突出し、前記固定子鉄心の径方向に沿って複数設けられ、前記セグメント導体の傾斜部を支持する突出部とを有する。
本実施の形態に係る回転電機は、自動車の駆動源となる主機駆動用の発電電動機や、電動パワーステアリングやエアコンコンプレッサなどを駆動する補機駆動用の電動機などに適用できる。以下、電動パワーステアリングを駆動する補機駆動用の電動機として構成される回転電機を例に説明する。
−準備工程−
準備工程では、固定子鉄心132(図3参照)ならびにセグメント導体28およびハーフコイル28H(図5(c)および図5(d)参照)を準備する。図3に示すように、固定子鉄心132の各スロット420には、スロットライナー300を装着しておく。各スロット420にスロットライナー300が装着されると、スロットライナー300の両端部が固定子鉄心132の両端部から突出する。突出片302は、スロット420の外側に設けられているので、周方向に屈曲自在とされている。図5(c)および図5(d)に示すように、セグメント導体28およびハーフコイル28Hは、予め曲げ加工され、溶接端部280eの絶縁被膜がグラインダや金型等で除去されている。
図7(a)〜図7(c)は、セグメント導体28を固定子鉄心132に装着する工程を説明するための模式図であり、図7(d)は、スロット420に装着された固定子コイル138を示す平面断面模式図である。導体挿入工程では、図7(a)に示すように、セグメント導体28の溶接端部280eが固定子鉄心132の他端面(図示下側の端面)から突出するように、セグメント導体28を固定子鉄心132の一端面(図示上側の端面)からスロット420に挿入する。
溶接工程では、セグメント導体28の溶接端部280e同士をTIG溶接法やプラズマ溶接法などにより溶接する。溶接端部280eには溶接により接合された部分である溶接部(接合部)が形成される。複数のセグメント導体28を接合することで、固定子コイル138を固定子鉄心132に装着し、固定子130が作製される。
(1)本実施の形態に係る回転電機100は、複数のスロット420を有する固定子鉄心132、複数のセグメント導体28が接続されてなる固定子コイル138、および絶縁性を有するスロットライナー300を有する固定子130と、固定子鉄心132に対して隙間を介して回転可能に配置された回転子150と、を備えている。セグメント導体28は、スロット420の内側に配置される脚部281(スロット部)と、スロット420の外側で脚部281(スロット部)から傾斜する傾斜部283,287を有している。スロットライナー300は、固定子鉄心132に装着され、脚部281(スロット部)の側方に配置される本体部301と、本体部301から固定子鉄心132の軸方向に延在し、固定子鉄心132の径方向に沿って複数設けられる突出片302とを有し、この突出片302により、コイルエンドにおいて隣接するセグメント導体28間を絶縁している。
上述した実施の形態では、スロットライナー300の両端のそれぞれにおいて、一対の長辺部311から2本ずつ突出片302が突出している例(図6(a)参照)について説明したが、本発明はこれに限定されない。図6(b)に示すように、スロットライナー300Xの一端において、一対の長辺部311のうちの一方にのみ突出片を設け、スロットライナー300Xの他端において、一対の長辺部311のうちの他方にのみ突出片を設けてもよい。本変形例では、2種類の突出片、すなわち長辺部311からの突出長さの長い第1突出片302Lと、第1突出片302Lよりも突出長さの短い第2突出片302Sとが設けられている。
図11を参照して、第2の実施の形態に係る回転電機について説明する。図11は、第2の実施の形態に係る回転電機に用いられるスロットライナー400を示す図である。図11(a)はスロットライナー400の一端部を拡大して示す斜視図であり、図11(b)は図10(a)と同様の図であり、溶接コイルエンド62の拡大図である。図中、第1の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。以下、第1の実施の形態との相違点について詳しく説明する。なお、溶接コイルエンド62側と、屈曲コイルエンド61側の構成は略同様であるので、溶接コイルエンド62側の構成を代表して説明し、屈曲コイルエンド61側の説明は省略する。
図12を参照して、第3の実施の形態に係る回転電機について説明する。図12は、第3の実施の形態に係る回転電機に用いられるスロットライナー500を示す図である。図12(a)はスロットライナー500の一端部を拡大して示す斜視図であり、図12(b)は図10(a)と同様の図であり、溶接コイルエンド62の拡大図である。図中、第1の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。以下、第1の実施の形態との相違点について詳しく説明する。なお、溶接コイルエンド62側と、屈曲コイルエンド61側の構成は略同様であるので、溶接コイルエンド62側の構成を代表して説明し、屈曲コイルエンド61側の説明は省略する。
第3の実施の形態では、2枚の絶縁紙が重ねられてなる多層構造の折込部521を形成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、3枚以上の絶縁紙が重ねられてなる多層構造の折込部521を形成してもよい。
図13を参照して、第4の実施の形態に係る回転電機について説明する。図13は、第4の実施の形態に係る回転電機に用いられるスロットライナー600を示す図である。図13(a)はスロットライナー600の一端部を拡大して示す斜視図であり、図13(b)は図10(a)と同様の図であり、溶接コイルエンド62の拡大図である。図13(c)は、一のセグメント導体28の傾斜部287と突出片602を示す概略斜視図である。図中、第1の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。以下、第1の実施の形態との相違点について詳しく説明する。
(6)突出片602に、セグメント導体28における固定子鉄心132側の面(軸方向内側側面)を覆う覆い部621と、覆い部621から立ち上がり、セグメント導体28における側面(径方向外側側面および径方向内側側面)の一部を覆う鍔部622とが設けられている。これにより、意図しない方向に突出片602が折り曲げられることを防止できる。したがって、より確実にコイルエンドにおける隣接コイル間の絶縁を行うことができる。
図14および図15を参照して、第5の実施の形態に係る回転電機について説明する。図14(a)は第5の実施の形態に係る回転電機に用いられる固定子130Eを示す斜視図であり、図14(b)はエンドプレート700が装着された固定子鉄心132を示す斜視図である。
(変形例1)
第1〜第4の実施の形態では、略矩形筒形状に形成されたスロットライナーを例に説明したが、本発明はこれに限定されない。図16(a)は、変形例に係るスロットライナー800の斜視図であり、図16(b)は、変形例に係るスロットライナー800がスロット420に装着された状態を示す平面断面模式図である。図16(b)において、スロット420およびセグメント導体28の脚部281は、二点鎖線にて示している。
上述した実施の形態では、固定子コイル138に平角線を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。丸線により波巻き状の固定子コイル138を形成してもよい。
第5の実施の形態では、エンドプレート700の突出部702を第1〜第4の実施の形態で説明した突出片と同様の柔軟性を備えるようにしてもよい。突出部702を折り曲げ可能な薄さの突出片として形成し、突出長さを長くすることでコイルエンドにおける傾斜部283,287間に突出片を配置してもよい。
日本国特許出願2015年第249370号(2015年12月22日出願)
Claims (7)
- 複数のスロットを有する固定子鉄心、複数のセグメント導体が接続されてなる固定子コイル、および絶縁性を有する絶縁部材を備えた固定子であって、
前記セグメント導体は、前記スロットの内側に配置されるスロット部と、前記スロットの外側で前記スロット部から傾斜する傾斜部を有し、
前記絶縁部材は、前記固定子鉄心に装着され、前記スロット部の側方に配置される第1絶縁部と、前記第1絶縁部から軸方向に延在し、前記固定子鉄心の径方向に沿って複数設けられ、コイルエンドにおいて隣接する前記セグメント導体間を絶縁する第2絶縁部とを有し、
前記第2絶縁部の端部には、複数の絶縁紙が重ねられてなり、前記複数の絶縁紙の厚みに応じて隣接する前記セグメント導体の傾斜部の間隔を保持するスペーサとして機能する多層部が設けられている、固定子。 - 複数のスロットを有する固定子鉄心、複数のセグメント導体が接続されてなる固定子コイル、および絶縁性を有する絶縁部材を備えた固定子であって、
前記セグメント導体は、前記スロットの内側に配置されるスロット部と、前記スロットの外側で前記スロット部から傾斜する傾斜部を有し、
前記絶縁部材は、前記固定子鉄心に装着され、前記スロット部の側方に配置される第1絶縁部と、前記第1絶縁部から軸方向に延在し、前記固定子鉄心の径方向に沿って複数設けられ、コイルエンドにおいて隣接する前記セグメント導体間を絶縁する第2絶縁部とを有し、
前記第2絶縁部には、前記セグメント導体における前記固定子鉄心側の面を前記傾斜部の傾斜に沿って覆う覆い部と、前記覆い部から立ち上がり、前記セグメント導体における側面の一部を覆う鍔部と、が設けられている、固定子。 - 請求項1または2に記載の固定子において、
前記第2絶縁部は、一のセグメント導体の傾斜部と、前記一のセグメント導体に隣接する他のセグメント導体の傾斜部との間に配置されている、固定子。 - 請求項3に記載の固定子において、
前記径方向に沿って複数設けられる第2絶縁部は、周方向一方および他方に向かって交互に傾斜している、固定子。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の固定子において、
前記絶縁部材は、前記スロットと前記セグメント導体とを絶縁するスロットライナーであり、
前記第1絶縁部は、前記スロットの内側に配置され、
前記第2絶縁部は、前記スロットの外側に配置されている、固定子。 - 複数のスロットを有する固定子鉄心、複数のセグメント導体が接続されてなる固定子コイル、および絶縁性を有する絶縁部材を備えた固定子であって、
前記セグメント導体は、前記スロットの内側に配置されるスロット部と、前記スロットの外側で前記スロット部から傾斜する傾斜部を有し、
前記絶縁部材は、前記固定子鉄心の端部に配置して装着されるエンドプレートと、前記エンドプレートから軸方向に沿って突出し、前記固定子鉄心の径方向に沿って複数設けられ、前記セグメント導体の傾斜部を支持する突出部とを有する、固定子。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の固定子と、
前記固定子鉄心に対して隙間を介して回転可能に配置された回転子と、を備える回転電機。
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