JP7067458B2 - ステータ、ステータの製造方法、コイルおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
(a)何れかの前記層に含まれる複数の前記スロットコイルの端部の各々を対応する前記第1連結コイルの前記第1接続孔に嵌合すると共に、複数の前記第3連結コイルを対応する前記第1連結コイルの前記第2接続孔に嵌合した後、前記スロットコイルと前記第1連結コイルとの接続部および前記第1連結コイルと前記第3連結コイルとの接続部の電気抵抗を測定するステップと、
(b)前記何れかの層の外側の層に含まれる複数の前記スロットコイルの前記端部の各々を対応する前記第2連結コイルの前記第1接続孔に嵌合すると共に、前記複数の前記第3連結コイルを対応する前記第2連結コイルの前記第2接続孔に嵌合した後、前記スロットコイルと前記第2連結コイルとの接続部および前記第2連結コイルと前記第3連結コイルとの接続部の電気抵抗を測定するステップとを含み、前記ステップ(a)および(b)を繰り返し実行してもよい。かかる方法によっても、最終的に複数のセグメントコイルがステータコアに対して複雑に組み付けられるステータにおいて、すべての接続部にアクセスして電気抵抗を測定することが可能となる。
図1は、本開示の第1実施形態に係るステータ1を含む回転電機Mを示す概略構成図であり、図2は、回転電機Mを示す平面図である。これらの図面に示す回転電機Mは、例えば電気自動車やハイブリッド車両の走行駆動源あるいは発電機として用いられる三相交流電動機である。図示するように、回転電機Mは、環状のステータ1と、エアギャップを介してステータ1内に回転自在に配置されるロータ10とを含む。図1および図2に示すように、ステータ1は、環状のステータコア2と、ステータコイル3u(U相コイル)と、ステータコイル3v(V相コイル)と、ステータコイル3w(W相コイル)とを含む。また、回転電機Mのロータ10は、いわゆる埋込磁石型(IPM型)のロータであり、図2に示すように、回転シャフト(図示省略)に固定されるロータコア11と、複数(本実施形態では、例えば8極)の磁極を形成するようにロータコア11に埋設される複数(本実施形態では、例えば16個)の永久磁石15とを含む。
図22は、本開示の第2実施形態に係るステータ1Bを示す斜視図であり、図23は、ステータ1Bを示す断面図である。なお、ステータ1Bの構成要素のうち、上述のステータ1等と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
Claims (23)
- それぞれ径方向に延在すると共に周方向に間隔をおいて形成された複数のスロットを含むステータコアと、対応する端部同士の電気的接続によりステータコイルを形成する複数のセグメントコイルとを含み、前記複数のセグメントコイルの少なくとも一部が前記複数のスロットの各々で前記径方向に隣り合うように前記ステータコアに組み付けられるステータにおいて、
対応する前記端部同士は、連結部材を介して、あるいは互いに嵌合されることにより電気的に接続され、
前記複数のセグメントコイルの各々は、対応する前記セグメントコイルとの接続部に近接すると共に抵抗測定装置のプローブに接触可能な導体露出部を含むステータ。 - 請求項1に記載のステータにおいて、
両端に嵌合された前記セグメントコイルの前記端部同士を電気的に接続する前記連結部材を複数含み、
前記セグメントコイルは、表面に絶縁被膜が施された導電体であり、
前記セグメントコイルの前記端部では、前記導電体が露出しており、前記導体露出部は、前記連結部材から露出される前記端部の一部であるステータ。 - 請求項2に記載のステータにおいて、
前記連結部材は、表面に絶縁被膜が施された筒状の導電体であり、
前記セグメントコイルの前記端部は、前記連結部材内に嵌合される薄肉部と、前記連結部材内に嵌まり込まないように形成された厚肉部とを含むステータ。 - 請求項2に記載のステータにおいて、
前記連結部材は、表面に絶縁被膜が施された筒状の導電体であって、前記セグメントコイルの前記端部の前記一部が前記連結部材から露出されるように前記端部の前記連結部材内への進入を規制する規制部を含むステータ。 - 請求項1から4の何れか一項に記載のステータにおいて、
前記セグメントコイルは、前記ステータコアの一方の端面側から互いに異なる前記スロットに挿入される2つの脚部を含む第1セグメントコイルと、前記ステータコアの他方の端面側から互いに異なる前記スロットに挿入される2つの脚部を含む第2セグメントコイルとを含み、
前記第1および第2セグメントコイルの前記端部は、前記脚部の先端部であり、
前記第1および第2セグメントコイルの前記端部同士は、前記スロット内で前記連結部材により電気的に接続されるステータ。 - 請求項5に記載のステータにおいて、
前記複数のスロットは、それぞれ前記ステータコアの中心孔で開口しており、
前記第1および第2セグメントコイルの前記2つの脚部のうち、前記径方向における内側に配置される一方は、前記径方向における外側に配置される他方よりも短いステータ。 - 請求項1から6の何れか一項に記載のステータにおいて、
前記複数のスロットの各々には、前記セグメントコイルと前記スロットの内壁面との間に位置するように絶縁部材が配置されるステータ。 - 請求項1に記載のステータにおいて、
前記複数のセグメントコイルは、
それぞれ対応する前記スロットに挿入される複数のスロットコイルと、
一方の端部に形成された第1接続孔および他方の端部に形成された第2接続孔を有すると共に前記ステータコアの端面に沿って配置される複数の第1連結コイルと、
一方の端部に形成された第1接続孔および他方の端部に形成された第2接続孔を有すると共に前記ステータコアの軸方向における前記第1連結コイルの外側に配置される複数の第2連結コイルと、
前記第1連結コイルの前記第2接続孔および前記第2連結コイルの前記第2接続孔に嵌合される複数の第3連結コイルとを含み、
前記第1および第2連結部材の前記第1接続孔には、互いに異なる前記スロットコイルの端部が嵌合され、
前記第1連結コイルの前記第1接続孔に嵌合された前記スロットコイルの端部は、前記第1連結コイル、前記第3連結コイルおよび前記第2連結コイルを介して、前記第2連結コイルの前記第1接続孔に嵌合された前記スロットコイルの端部に電気的に接続され、
前記導体露出部は、前記第1連結コイルの前記第1接続孔に嵌合された前記スロットコイルの前記端部の端面、前記第1連結コイルの前記ステータコア側とは反対側の表面の2箇所、前記第3連結コイルの前記ステータコア側とは反対側の端面、前記第2連結コイルの前記ステータコア側とは反対側の表面の2箇所、および前記第2連結コイルの前記第1接続孔に嵌合された前記スロットコイルの前記端部の端面であるステータ。 - 請求項8に記載のステータにおいて、
絶縁材料により形成されたベース部材を更に含み、
前記第1連結コイルは、前記ベース部材の前記ステータコアに近接する一方の表面側に配置され、
前記第2連結コイルは、前記ベース部材の前記ステータコアから離間する他方の表面側に配置され、
前記ベース部材は、
前記第1連結コイルの前記第1接続孔に連通する第1貫通孔と、
前記第1連結コイルの前記第1接続孔に近接すると共に前記第1連結コイルの前記ステータコア側とは反対側の表面に達するように形成された第2貫通孔と、
前記第1連結コイルの前記第2接続孔に近接すると共に前記第1連結コイルの前記ステータコア側とは反対側の表面に達するように形成された第3貫通孔と、
前記第1連結コイルの前記第2接続孔および前記第2連結コイルの前記第2接続孔に連通する第4貫通孔と、
前記第2連結コイルの前記第1接続孔に連通する第5貫通孔とを含むステータ。 - 請求項9に記載のステータにおいて、
前記第1、第2および第3連結コイル並びに前記ベース部材を含む連結コイルユニットが前記ステータコアの前記端面上に複数積層され、
前記ステータコアの前記端面と前記連結コイルユニットとの間および互いに重なり合う前記連結コイルユニットの間には、絶縁部材が配置されるステータ。 - それぞれ径方向に延在すると共に周方向に間隔をおいて形成された複数のスロットを含むステータコアと、対応する端部同士の電気的接続によりステータコイルを形成する複数のセグメントコイルとを含み、前記複数のセグメントコイルの少なくとも一部が前記複数のスロットの各々で前記径方向に隣り合うように前記ステータコアに組み付けられ、前記周方向に隣り合う前記セグメントコイルの前記端部の層が前記径方向に複数形成されたステータの製造方法において、
同一層に含まれる複数の前記端部を対応する他の前記セグメントコイルの前記端部に電気的に接続すると共に、前記同一層に含まれる複数の前記端部の接続部の電気抵抗を測定するステップを含み、前記ステップを前記層ごとに実行するステータの製造方法。 - 請求項11に記載のステータの製造方法において、
前記同一層に含まれる複数の前記端部を対応する他の前記セグメントコイルの前記端部に一括して電気的に接続するステータの製造方法。 - 請求項11または12に記載のステータの製造方法において、
前記ステップを前記径方向における外層側から内層側に向けて前記層ごとに実行するステータの製造方法。 - 請求項11から13の何れか一項に記載のステータの製造方法において、
対応する2つの前記セグメントコイルの前記端部同士を接続する際に、前記2つの前記セグメントコイルの各々に抵抗測定装置のプローブに接触可能な導体露出部を前記接続部に近接して形成するステータの製造方法。 - 請求項14に記載のステータの製造方法において、
前記セグメントコイルは、表面に絶縁被膜が施された導電体であり、
前記セグメントコイルの前記端部からは、前記絶縁被膜が除去されており、
前記2つの前記セグメントコイルの前記端部を筒状の連結部材の両端に嵌合して電気的に接続すると共に、前記端部の一部を前記連結部材から露出させて前記導体露出部を形成するステータの製造方法。 - 請求項15に記載のステータの製造方法において、
前記セグメントコイルは、前記ステータコアの一方の端面側から互いに異なる前記スロットに挿入される2つの脚部を含む第1セグメントコイルと、前記ステータコアの他方の端部側から互いに異なる前記スロットに挿入される2つの脚部を含む第2セグメントコイルとを含み、
前記第1および第2セグメントコイルの前記端部は、前記2つの脚部の先端部であり、
前記第1および第2セグメントコイルの前記端部同士を前記スロット内で前記連結部材により電気的に接続するステータの製造方法。 - 請求項16に記載のステータの製造方法において、
前記第1および第2セグメントコイルの前記2つの脚部を互いに異なる長さに形成し、前記2つの脚部の短い方を長い方よりも前記径方向における内層側に配置するステータの製造方法。 - 請求項16または17に記載のステータの製造方法において、
前記第1および第2セグメントコイルを前記スロットに挿入する前に、前記第1および第2セグメントコイルの何れか一方の前記端部に前記連結部材を装着するステータの製造方法。 - 請求項14から18の何れか一項に記載のステータの製造方法において、
前記複数のセグメントコイルの前記少なくとも一部を前記複数のスロットに挿入する前に、前記複数のスロットの各々に絶縁部材を配置するステータの製造方法。 - 請求項11から13の何れか一項に記載のステータの製造方法において、
前記複数のセグメントコイルは、
それぞれ対応する前記スロットに挿入される複数のスロットコイルと、
一方の端部に形成された第1接続孔および他方の端部に形成された第2接続孔を有すると共に前記ステータコアの端面に沿って配置される複数の第1連結コイルと、
一方の端部に形成された第1接続孔および他方の端部に形成された第2接続孔を有すると共に前記ステータコアの軸方向における前記第1連結コイルの外側に配置される複数の第2連結コイルと、
前記第1連結コイルの前記第2接続孔および前記第2連結コイルの前記第2接続孔に嵌合される複数の第3連結コイルとを含み、
(a)何れかの前記層に含まれる複数の前記スロットコイルの端部の各々を対応する前記第1連結コイルの前記第1接続孔に嵌合すると共に、複数の前記第3連結コイルを対応する前記第1連結コイルの前記第2接続孔に嵌合した後、前記スロットコイルと前記第1連結コイルとの接続部および前記第1連結コイルと前記第3連結コイルとの接続部の電気抵抗を測定するステップと、
(b)前記何れかの層の外側の層に含まれる複数の前記スロットコイルの前記端部の各々を対応する前記第2連結コイルの前記第1接続孔に嵌合すると共に、前記複数の前記第3連結コイルを対応する前記第2連結コイルの前記第2接続孔に嵌合した後、前記スロットコイルと前記第2連結コイルとの接続部および前記第2連結コイルと前記第3連結コイルとの接続部の電気抵抗を測定するステップとを含み、
前記ステップ(a)および(b)を繰り返し実行するステータの製造方法。 - 請求項20に記載のステータの製造方法において、
ステップ(a)は、前記第1連結コイルの前記第1接続孔に嵌合された前記スロットコイルの前記端部の端面、前記第1連結コイルの前記ステータコア側とは反対側の表面の2箇所、および前記第3連結コイルの前記ステータコア側とは反対側の端面を抵抗測定装置のプローブに接触可能な導体露出部として用い、
ステップ(b)は、前記第2連結コイルの前記第1接続孔に嵌合された前記スロットコイルの前記端部の端面、前記第2連結コイルの前記ステータコア側とは反対側の表面の2箇所、および前記第3連結コイルの前記ステータコア側とは反対側の前記端面を前記導体露出部として用いるステータの製造方法。 - 対応する端部同士が電気的に接続される複数のセグメントコイルを含み、前記複数のセグメントコイルの少なくとも一部が径方向に隣り合うように配置され、周方向に隣り合う前記セグメントコイルの前記端部の層が径方向に複数形成された環状のコイルにおいて、
対応する前記端部同士は、連結部材を介して、あるいは互いに嵌合されることにより電気的に接続され、
前記複数のセグメントコイルの各々は、対応する前記セグメントコイルとの接続部に近接すると共に抵抗測定装置のプローブに接触可能な導体露出部を含むコイル。 - 対応する端部同士が電気的に接続される複数のセグメントコイルを含み、前記複数のセグメントコイルの少なくとも一部が径方向に隣り合うように配置され、周方向に隣り合う前記セグメントコイルの前記端部の層が径方向に複数形成された環状のコイルの製造方法において、
同一層に含まれる複数の前記端部を対応する他の前記セグメントコイルの前記端部に電気的に接続すると共に、前記同一層に含まれる複数の前記端部の接続部の電気抵抗を測定するステップを含み、前記ステップを前記層ごとに実行するコイルの製造方法。
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