JP6785179B2 - 回転電機のステータ - Google Patents
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Description
複数のスロット(例えば、後述の実施形態でのスロット23)を有するステータコア(例えば、後述の実施形態でのステータコア21)と、
セグメント化された複数相のコイル(例えば、後述の実施形態でのU相コイル50U、V相コイル50V、及びW相コイル50W)と、を備え、
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スロットコイル(例えば、後述の実施形態での外径側スロットコイル26、中間スロットコイル27、内径側スロットコイル28)と、同相の前記スロットコイル同士を接続して渡り部を構成する複数の接続コイル(例えば、後述の実施形態での接続コイル40)と、を有する、回転電機のステータ(例えば、後述の実施形態でのステータ10)であって、
前記ステータコアの両側には、それぞれ前記ステータコアの前記スロットの数と同数の貫通孔(例えば、後述の実施形態での貫通孔32)を有する絶縁プレート(例えば、後述の実施形態での絶縁プレート31L,31R)が設けられ、
前記スロット内において同じ径方向位置に位置する前記スロットコイル同士が、前記ステータコアの両側に設けられた前記絶縁プレートに配置された前記接続コイルで接続されている、回転電機のステータである。
前記ステータコアの両側には、それぞれ各スロットに挿入される前記スロットコイルと同数の絶縁プレート(例えば、後述の実施形態での絶縁プレート312R、313L、313R,絶縁プレート311L、311R、312L)が設けられ、
前記スロット内において同じ径方向位置に位置する前記スロットコイル同士が、前記ステータコアの両側に設けられた同じ絶縁プレートに配置された前記接続コイルで接続され、
同じ径方向位置に位置する前記スロットコイルに接続される一方側の前記絶縁プレート(例えば、後述の実施形態での絶縁プレート311R、312R、313R)における前記接続コイルの接続ピッチ(例えば、後述の実施形態での接続ピッチP1)と、該スロットコイルに接続される他方側の前記絶縁プレート(例えば、後述の実施形態での絶縁プレート311L、312L、313L)における前記接続コイルの接続ピッチ(例えば、後述の実施形態での接続ピッチP2)とが異なる。
各スロット内には、内径側から外径側に第1スロットコイル(例えば、後述の実施形態での内径側スロットコイル28)、第2スロットコイル(例えば、後述の実施形態での中間スロットコイル27)、及び第3スロットコイル(例えば、後述の実施形態での外径側スロットコイル26)がこの順に配置され、
前記ステータコアの両側には、前記ステータコアを挟んで対応する3組の絶縁プレート(例えば、後述の実施形態での第1絶縁プレート311L、311R、第2絶縁プレート312L、312R、及び第3絶縁プレート313L、313R)が設けられ、
前記第1スロットコイル同士は、3組の絶縁プレートのうちいずれか1組の絶縁プレート(例えば、後述の実施形態での第1絶縁プレート311L、311R)に配置された前記接続コイルで接続されることで分布巻きされ、
前記第2スロットコイル同士は、3組の絶縁プレートのうち他の1組の絶縁プレート(例えば、後述の実施形態での第2絶縁プレート312L、312R)に配置された前記接続コイルで接続されることで分布巻きされ、
前記第3スロットコイル同士は、3組の絶縁プレートのうち残りの1組の絶縁プレート(例えば、後述の実施形態での第3絶縁プレート313L、313R)に配置された前記接続コイルで接続されることで分布巻きされている。
前記接続コイルは、前記絶縁プレートの内側面溝(例えば、後述の実施形態での内側面溝38)に配置される内側接続コイル(例えば、後述の実施形態での内側接続コイル42)と前記絶縁プレートの外側面溝(例えば、後述の実施形態での外側面溝37)に配置される外側接続コイル(例えば、後述の実施形態での外側接続コイル41)とから構成され、
前記スロットコイルと前記外側接続コイルの接合部は前記絶縁プレートの外側面に露出するとともに、前記スロットコイルと前記内側接続コイルの接合部は前記絶縁プレートの外側面に露出している。
前記接続コイルは、前記絶縁プレートの内側面溝に配置される内側接続コイルと前記絶縁プレートの外側面溝に配置される外側接続コイルとから構成され、
前記内側面溝の高さ(例えば、後述の実施形態での内側面溝の高さH1)は前記内側接続コイルの高さ(例えば、後述の実施形態での内側接続コイルの高さH2)よりも高いとともに、前記外側面溝の高さ(例えば、後述の実施形態での外側面溝の高さH3)は前記外側接続コイルの高さ(例えば、後述の実施形態での外側接続コイルの高さH4)よりも高い。
[ステータ]
図1及び図2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、一対の絶縁プレート組立体30L、30Rと、を備え、絶縁プレート組立体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は、ステータコア21と、複数のスロットコイル25と、を備える。
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、複数のティース22と、隣接するティース22間に形成される複数のスロット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。なお、ステータコア21の外周部には、ステータコア21を不図示のハウジングに締結する複数の締結部15が設けられている。
各スロット23に挿入されるスロットコイル25は、図3及び図6も参照して、断面長方形状の板状導体である外径側スロットコイル26と中間スロットコイル27と内径側スロットコイル28とを有し、各スロットコイル26,27,28の周囲が射出成形された樹脂などで絶縁されている。
ステータコア組立体20の両側にそれぞれ配置される絶縁プレート組立体30L、30Rは、それぞれ絶縁プレート31L、31Rと、複数の接続コイル40と、を備える。詳細には、絶縁プレート組立体30L、30Rは、軸方向外側から順に、第1絶縁プレート組立体301L、301Rと、第2絶縁プレート組立体302L、302Rと、第3絶縁プレート組立体303L、303Rと、を備える。各絶縁プレート組立体301L、301R、302L、302R、303L、303Rは、それぞれ略円環状の第1絶縁プレート311L、311R、第2絶縁プレート312L、312R、及び第3絶縁プレート313L、313Rと、複数の接続コイル40を有し、略同一構造を有する。
図6に示すように、第1絶縁プレート311R、第2絶縁プレート312R、及び第3絶縁プレート313Rは、絶縁性を有する樹脂(非磁性材)等によって成形された略円環状部材である。第1絶縁プレート311R、第2絶縁プレート312R、及び第3絶縁プレート313Rの内径は、スロット23に挿入された内径側スロットコイル28の内周側をつなぐ仮想円の直径よりわずかに小さくなっている。なお、各絶縁プレート311L、311R、312L、312R、313L、313Rは略同一の構成を有するので、以下では、主として第1絶縁プレート311Rを例に説明する。
図4〜図6に示すように、接続コイル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にそれぞれ挿入される外側接続コイル41と、内側面溝38にそれぞれ挿入される内側接続コイル42とに分けることができる。外側接続コイル41及び内側接続コイル42は同一の板厚を有する。なお、ここで言う外側接続コイル41とは、ステータコア組立体20と絶縁プレート組立体30L、30R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接続コイル40のことであり、内側接続コイル42とは、ステータ10の軸方向内側となる接続コイル40のことである。
互いに当接する、外側接続コイル41の接合部41cと凸状態の内径側スロットコイル28、内側接続コイル42の接合部42cと凹状態の内径側スロットコイル28、及び、外側接続コイル41の接合部41dと内側接続コイル42の接合部42dは、いずれも板厚方向に対して交差する平面状の板表面同士が溶接により、好ましくはレーザー溶接により接合される。このとき、いずれの接合部も、第1絶縁プレート組立体301Rの外面側に露出しているので、容易に接合することができる。このことは、第1絶縁プレート組立体301L、第2絶縁プレート組立体302L、302R、及び第3絶縁プレート組立体303L、303Rでも同様である。
U相の内径側スロットコイル28同士は第1絶縁プレート組立体301L、301RのU相の外側接続コイル41及び内側接続コイル42を介して直列に接続されて第1U相コイル51Uを形成し、U相の中間スロットコイル27同士は第2絶縁プレート組立体302L、302RのU相の外側接続コイル41及び内側接続コイル42を介して直列に接続されて第2U相コイル52Uを形成し、U相の外径側スロットコイル26同士は第3絶縁プレート組立体303L、303RのU相の外側接続コイル41及び内側接続コイル42を介して直列に接続されて第3U相コイル53Uを形成する。そして、第1〜第3U相コイル51U〜53Uが直列に接続されることでU相コイル50Uが形成される。なお、図10は、U相接続コイル50Uの斜視図である。
例えば、スロットコイル25は、断面長方形状の板状導体に限定されないが、スロットコイル25を板状導体とすることで、プレス加工等により任意の形状のスロットコイル25が容易に製造可能となる。また、スロットコイル25と接続コイル40の結合は、レーザー溶接による接合に限らず、かしめによる締結等が含まれる。
20 ステータコア組立体
21 ステータコア
23 スロット
25 スロットコイル
26 外径側スロットコイル(スロットコイル、第3スロットコイル)
27 中間スロットコイル(スロットコイル、第2スロットコイル)
28 内径側スロットコイル(スロットコイル、第1スロットコイル)
30L,30R 絶縁プレート組立体
31L,31R 絶縁プレート
37 外側面溝
38 内側面溝
40 接続コイル
41,41A,41B 外側接続コイル(接続コイル)
42,42A,42B 内側接続コイル(接続コイル)
301R,301L 第1絶縁プレート組立体
302R,302L 第2絶縁プレート組立体
303R、303L 第3絶縁プレート組立体
311L,311R 第1絶縁プレート(絶縁プレート)
312L,312R 第2絶縁プレート(絶縁プレート)
313L,313R 第3絶縁プレート(絶縁プレート)
H1 内側面溝の深さ(内側面溝の高さ)
H2 内側接続コイルの厚さ(内側接続コイルの高さ)
H3 外側面溝の深さ(外側面溝の高さ)
H4 外側接続コイルの厚さ(外側接続コイルの高さ)
P1,P2 接続ピッチ
Claims (5)
- 複数のスロットを有するステータコアと、
セグメント化された複数相のコイルと、を備え、
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スロットコイルと、同相の前記スロットコイル同士を接続して渡り部を構成する複数の接続コイルと、を有する、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、それぞれ前記ステータコアの前記スロットの数と同数の貫通孔を有する絶縁プレートが設けられ、
前記スロット内において同じ径方向位置に位置する前記スロットコイル同士が、前記ステータコアの両側に設けられた前記絶縁プレートに配置された前記接続コイルで接続されている、回転電機のステータ。 - 請求項1に記載の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、それぞれ各スロットに挿入される前記スロットコイルと同数の絶縁プレートが設けられ、
前記スロット内において同じ径方向位置に位置する前記スロットコイル同士が、前記ステータコアの両側に設けられた同じ絶縁プレートに配置された前記接続コイルで接続され、
同じ径方向位置に位置する前記スロットコイルに接続される一方側の前記絶縁プレートにおける前記接続コイルの接続ピッチと、該スロットコイルに接続される他方側の前記絶縁プレートにおける前記接続コイルの接続ピッチとが異なる、回転電機のステータ。 - 請求項2に記載の回転電機のステータであって、
各スロット内には、内径側から外径側に第1スロットコイル、第2スロットコイル、及び第3スロットコイルがこの順に配置され、
前記ステータコアの両側には、前記ステータコアを挟んで対応する3組の絶縁プレートが設けられ、
前記第1スロットコイル同士は、3組の絶縁プレートのうちいずれか1組の絶縁プレートに配置された前記接続コイルで接続されることで分布巻きされ、
前記第2スロットコイル同士は、3組の絶縁プレートのうち他の1組の絶縁プレートに配置された前記接続コイルで接続されることで分布巻きされ、
前記第3スロットコイル同士は、3組の絶縁プレートのうち残りの1組の絶縁プレートに配置された前記接続コイルで接続されることで分布巻きされている、回転電機のステータ。 - 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であって、
前記接続コイルは、前記絶縁プレートの内側面溝に配置される内側接続コイルと前記絶縁プレートの外側面溝に配置される外側接続コイルとから構成され、
前記スロットコイルと前記外側接続コイルの接合部は前記絶縁プレートの外側面に露出するとともに、前記スロットコイルと前記内側接続コイルの接合部は前記絶縁プレートの外側面に露出している、回転電機のステータ。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転電機のステータであって、
前記接続コイルは、前記絶縁プレートの内側面溝に配置される内側接続コイルと前記絶縁プレートの外側面溝に配置される外側接続コイルとから構成され、
前記内側面溝の高さは前記内側接続コイルの高さよりも高いとともに、前記外側面溝の高さは前記外側接続コイルの高さよりも高い、回転電機のステータ。
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