WO2020095609A1 - 電機子および電機子の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an armature and a method of manufacturing an armature.
- an armature including an armature core provided with a plurality of slots extending in the central axis direction and a method of manufacturing the armature are known.
- Such an armature and a method of manufacturing the armature are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2015-23771.
- the above-mentioned JP-A-2015-23771 discloses a rotating electric machine stator including a plurality of slots.
- the rotating electric machine stator includes a coil portion that is inserted into each of the plurality of slots and that includes a first conductor segment and a second conductor segment that are provided to face each other in the central axis direction.
- the first segment conductor and the second segment conductor are inserted into the slot from one side and the other side in the central axis direction, respectively.
- the facing surfaces provided at the tips of the legs of the first conductor segment and the second conductor segment are joined by a conductive paste-like bonding material.
- the joining of the facing surfaces using a binder is performed by pressing each of the first segment conductor and the second segment conductor in the direction of the central axis and pressing them against each other. By heating. As a result, the paste-like binder that has been applied in advance is melted by heat, and each of the first segment conductor and the second segment conductor is pressed while the binder is melted. Joining with the two-segment conductor is performed. Then, by finally hardening the binder, the facing surfaces of the respective leg portions of the first segment conductor and the second segment conductor are joined.
- the heights of the coil end portions are made uniform among the plurality of first segment conductors, and the plurality of second segment conductors are arranged together.
- the first segment conductor and the second segment conductor are inserted into the slots at the same time with the coil end portions having the same height.
- dimensional variations may occur due to design errors between the plurality of first segment conductors and between the plurality of second segment conductors. In this case, if the coil ends are inserted with their heights aligned with each other, the legs whose lengths are relatively large due to dimensional variation come into contact with the legs of the mating partner.
- the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to make the projection amount of the coil end portion uniform even when the dimension of the segment conductor varies.
- An object of the present invention is to provide an armature and a method for manufacturing the armature, which can secure a joint area between legs.
- the armature according to the first aspect of the present invention is arranged with an armature core provided with a plurality of slots extending in the axial direction and on one side of the armature core in the axial direction. And a plurality of first segment conductors including a first leg portion extending to the other axial side and a plurality of second leg portions arranged on the other axial side of the armature core and extending to one axial side.
- the first surface of the plurality of first segment conductors provided on the tip end side of the first leg of each of the plurality of first segment conductors, and the first surface provided so as to extend along the axial direction.
- a coil portion including The first leg is provided continuously to the opposite side of the tip end of the first leg from the first surface arrangement portion on which the first surface is provided, and the first surface and the second surface are more than the first surface arrangement portion.
- a first segment conductor and a second segment conductor that are provided on the side opposite to the tip portion and that have a second leg body portion that is thicker in the joining direction than the second surface arrangement portion and that are joined to each other at the joining portion.
- a first gap is provided between the first leg portion and the second leg portion main body portion, and the second leg portion end portion and the first leg portion main body portion are provided.
- a second gap portion is provided between and in the axial direction.
- the first gap portion is provided between the tip end portion of the first leg portion and the second leg portion main body portion in the axial direction
- a second gap is provided between the tip of the two legs and the first leg main body in the axial direction.
- the tip end of the conductor having a relatively large size is brought into contact with the conductor that is the joining partner, so that the other first segment conductor and the second segment conductor It is possible to prevent the movement of the segment conductor in the axial direction from being stopped.
- a conductor manufactured with a relatively small size among the first segment conductor and the second segment conductor is The conductor, which is a joint partner, can be easily contacted at the joint portion.
- the first leg portion and the first segment conductor are made uniform while the protrusion amounts of the coil end portions of the first segment conductor and the second segment conductor are made uniform.
- the joining area of the two legs can be secured.
- an armature manufacturing method wherein a plurality of first segment conductors including an armature core provided with a plurality of axially extending slots and a first leg portion extending in the axial direction. And a plurality of second segment conductors including second leg portions extending in the axial direction, the method being provided on the tip end side of the first leg portion of each of the plurality of first segment conductors.
- a first surface that is provided so as to extend along the axial direction
- a second surface that is provided at the tip end side of the second leg portion of each of the plurality of second segment conductors and that is provided so as to extend along the axial direction.
- Each of the plurality of first segment conductors is arranged on one side in the axial direction of the armature core and the plurality of second segments so that the surfaces face each other in one slot or in the outside in the axial direction of the one slot.
- Armature each of the conductors A step of arranging on the other side in the axial direction of A, and a step of joining the first surface of the first leg portion and the second surface of the second leg portion which are arranged to face each other,
- the leg portion is provided on the opposite side of the tip end portion of the first leg portion from the first surface arrangement portion on which the first surface is provided, and the first surface and the second surface are more than the first surface arrangement portion.
- the first leg body has a large thickness in the joining direction, which is the joining direction, and the second leg continuously extends from the second surface arranging portion on which the second surface is provided.
- the second leg main body portion that is provided on the side opposite to the second surface arrangement portion and has a larger thickness in the joining direction than the second surface arrangement portion, and the step of arranging the first segment conductor and the second segment conductor includes the first leg portion
- a first gap is provided axially between the tip of the second leg body and the second leg body, and the shaft between the tip of the second leg and the first leg body As the second gap portion is provided between direction, a step of disposing a first conductor segments and second conductor segments.
- the first gap portion is provided between the tip end portion of the first leg portion and the second leg portion main body portion in the axial direction
- the first segment conductor and the second segment conductor are arranged such that the second gap portion is provided between the tip end portions of the two leg portions and the first leg portion main body portion in the axial direction.
- the first leg portion and the first segment conductor are made uniform while the protrusion amounts of the coil end portions of the first segment conductor and the second segment conductor are made uniform. It is possible to provide a method for manufacturing an armature that can secure the joint area of the two legs.
- FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a stator (rotary electric machine) according to the first and second embodiments. It is a perspective view showing the composition of the stator by a 1st embodiment.
- FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a stator core according to the first and second embodiments. It is sectional drawing which shows the structure of the 1st insulating member and 2nd insulating member by 1st Embodiment. It is a circuit diagram showing a wire connection structure of a coil unit according to the first embodiment. It is a cross-sectional view showing a configuration of a segment conductor according to the first embodiment. It is a perspective view showing the composition of the 1st segment conductor by a 1st embodiment. (FIG.
- FIG. 7A is a perspective view of the first segment conductor viewed from the outside in the radial direction.
- FIG. 7B is a perspective view of the first segment conductor viewed from the inside in the radial direction.
- FIG. 8A is a perspective view of the second segment conductor viewed from the outside in the radial direction.
- FIG. 8B is a perspective view of the second segment conductor viewed from the inside in the radial direction.
- FIG. 2 is a sectional view taken along the line 1000-1000 in FIG. 1.
- FIG. 13 is a partially enlarged view of the vicinity of the joint portion in FIG. 12.
- FIG. 14 is a partially enlarged view of the vicinity of the joint portion of FIG. 13.
- FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a first insulating member according to the first embodiment. It is sectional drawing which shows the structure of the 1st insulating member and the 2nd insulating member containing the fixed layer before foaming by 1st Embodiment.
- FIG. 4 is an exploded perspective view of a stator core, a first insulating member, and a second insulating member according to the first embodiment. It is a figure showing the thickness of the 1st insulating member and the thickness of the 2nd insulating member by a 1st embodiment.
- FIG. 8 is an exploded perspective view of a stator according to a second embodiment. It is a cross-sectional view showing a configuration of a leg portion of the segment conductor according to the second embodiment. It is a perspective view showing the composition of the 1st segment conductor by a 2nd embodiment.
- FIG. 25A is a perspective view of the first segment conductor as viewed from the outside in the radial direction.
- FIG. 25B is a perspective view of the first segment conductor as viewed from the inside in the radial direction.
- FIG. 26A is a perspective view of the second segment conductor viewed from the outside in the radial direction.
- FIG. 26B is a perspective view of the second segment conductor viewed from the inside in the radial direction.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of a coil portion and a stator core according to the second embodiment.
- FIG. 28 is a partially enlarged view of the vicinity of the contact portion of FIG. 27. It is sectional drawing which shows the structure of the insulating member by 2nd Embodiment. It is sectional drawing which shows the structure of the insulating layer and fixed layer of the core leg insulation part by 2nd Embodiment. It is a flow figure for explaining the manufacturing method of the stator by a 2nd embodiment.
- FIG. 34A is a perspective view of the first segment conductor viewed from the outside in the radial direction.
- FIG. 34B is a perspective view of the second segment conductor viewed from the outside in the radial direction.
- stator 100 The structure of the stator 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 21.
- the stator 100 has an annular shape centered on the central axis C1.
- the stator 100 is an example of the "armature" in the claims.
- the “axial direction (central axis direction, axial direction)” means a direction (Z direction) along the central axis C1 of the stator 100 (rotational axis of the rotor 101) as shown in FIG. To do.
- the “circumferential direction” means the circumferential direction (A1 direction, A2 direction) of the stator 100.
- the “radial direction” means the radial direction (R direction) of the stator 100.
- “radially inward” means a direction (R1 direction) toward the central axis C1 of the stator 100 along the radial direction.
- “radially outside” means a direction (R2 direction) outward of the stator 100 along the radial direction.
- the stator 100 together with the rotor 101, constitutes a part of the rotating electric machine 102.
- the rotary electric machine 102 is configured as, for example, a motor, a generator, or a motor / generator.
- the stator 100 is arranged radially outside the rotor 101 in which a permanent magnet (not shown) is provided. That is, in the first embodiment, the stator 100 constitutes a part of the inner rotor type rotating electrical machine 102.
- the radial direction is an example of the “joining direction” in the claims.
- the stator 100 includes a stator core 10, a first insulating member 20, and a coil portion 30.
- the coil portion 30 includes a first coil assembly 30a (anti-lead side coil) and a second coil assembly 30b (lead side coil). Further, the coil portion 30 is composed of a plurality of segment conductors 40 (see FIG. 4).
- the stator 100 includes the second insulating member 21 (see FIG. 4) provided separately from the first insulating member 20.
- the stator core 10 is an example of the "armature core” in the claims.
- the second insulating member 21 is an example of the "joint insulating member" in the claims.
- the stator core 10 has a cylindrical shape with a central axis C1 (see FIG. 1) as a central axis. Further, the stator core 10 is formed, for example, by stacking a plurality of electromagnetic steel plates (for example, silicon steel plates) in the axial direction. As shown in FIG. 3, the stator core 10 is provided with a back yoke 11 having an annular shape when viewed in the axial direction, and a plurality of slots 12 provided inside the back yoke 11 in the radial direction and extending in the axial direction. .. The stator core 10 is provided with a plurality of teeth 13 on both sides of the slot 12 in the circumferential direction.
- the slot 12 is a portion surrounded by the wall portion 11a of the back yoke 11 provided on the radially outer side and the circumferential side surfaces 13a of the two teeth 13.
- the slot 12 is provided with an opening 12a that opens radially inward.
- the slots 12 are open on both sides in the axial direction.
- the tooth 13 is formed so as to project radially inward from the back yoke 11, and a convex portion 13b forming the opening 12a of the slot 12 is formed at the tip end on the radially inner side.
- the opening 12a has an opening width W1 in the circumferential direction.
- the opening width W1 corresponds to the distance between the tips of the protrusions 13b of the teeth 13.
- the width W2 of the portion of the slot 12 where the coil portion 30 is arranged is larger than the opening width W1. That is, the slot 12 is configured as a semi-open type slot.
- the width W2 corresponds to the distance between the circumferential side surfaces 13a of the teeth 13 arranged on both sides of the slot 12 in the circumferential direction.
- the width W2 of the slot 12 is substantially constant in the radial direction.
- the coil portion 30 is composed of a flat conductor wire.
- the coil portion 30 is made of copper or aluminum.
- the coil portion 30 includes a first coil assembly 30a provided on one axial side (arrow Z2 direction side) and a first coil assembly 30a provided on the other axial side (arrow Z1 direction side).
- the two-coil assembly 30b is formed by being combined and joined in the axial direction.
- the first coil assembly 30a and the second coil assembly 30b are each formed in an annular shape centered on the same central axis C1 (see FIG. 1) as the stator core 10.
- the coil portion 30 is formed by joining later-described first leg portions 71 and second leg portions 81 of the plurality of segment conductors 40 at the joint portion 90. Has been done.
- the coil unit 30 is configured as a wave winding coil, for example. Moreover, the coil part 30 is comprised as a coil of 8 turns. That is, the coil portion 30 is configured such that eight segment conductors 40 are arranged in parallel in the slot 12 in the radial direction.
- the coil unit 30 is configured to generate magnetic flux by being supplied with three-phase AC power from a power supply unit (not shown). Specifically, the coil portions 30 are connected (wired) by three-phase Y wires. That is, the coil unit 30 includes a U-phase coil unit 30U, a V-phase coil unit 30V, and a W-phase coil unit 30W.
- the coil portion 30 is provided with a plurality (for example, two) of neutral points N.
- the coil portion 30 is connected in four parallel lines (star connection). That is, the U-phase coil portion 30U is provided with four neutral point connection ends NtU and four power line connection ends PtU.
- the V-phase coil portion 30V is provided with four neutral point connection ends NtV and four power line connection ends PtV.
- the W-phase coil portion 30W is provided with four neutral point connection ends NtW and four power line connection ends PtW.
- the first coil assembly 30a includes a plurality of first segment conductors 70 (hereinafter, referred to as “first conductors 70”) as the segment conductors 40.
- first conductors 70 first segment conductors 70
- the first coil assembly 30a is configured by combining only the plurality of first conductors 70.
- the second coil assembly 30b includes a plurality (for example, three) of power segment conductors 50 (hereinafter, referred to as “power conductors 50”) as the segment conductors 40 and a plurality (for example, two) of the segment conductors 40.
- a neutral point segment conductor 60 hereinafter referred to as “neutral point conductor 60” and a conductor different from the power conductor 50 and the neutral point conductor 60 among the plurality of segment conductors 40 (general segment conductor 40).
- second segment conductor 80 hereinafter, referred to as “second conductor 80” that constitutes the coil portion 30. That is, all of the power conductor 50 and the neutral point conductor 60 provided in the stator 100 are provided in the second coil assembly 30b.
- the segment conductor 40 is configured as a flat conductor wire having a substantially rectangular cross section.
- the conductor surface 40b of the segment conductor 40 is provided with an insulating coating 40a having a thickness t1.
- the thickness t1 of the insulating coating 40a is set, for example, to such an extent that interphase insulating performance (insulation between the first coil end portions 72, insulation between the second coil end portions 82, see FIG. 2) can be secured. There is. Note that, in FIG. 6, the size relationship such as the thickness is emphasized for the sake of explanation, but the present invention is not limited to this illustrated example.
- the plurality of segment conductors 40 include a plurality of first conductors 70 arranged on one axial side (Z2 direction side) of the stator core 10 and the other axial side of the stator core 10.
- a plurality of second conductors 80 arranged on the (Z1 direction side) and axially opposed to the first conductor 70 are included. That is, the coil portion 30 is formed by joining the first conductor 70 and the second conductor 80, which are divided into two in the axial direction.
- the second conductor 80 is the segment conductor 40 other than the power conductor 50 and the neutral point conductor 60 of the segment conductor 40 that constitutes the second coil assembly 30b.
- the first conductor 70 includes the first leg portion 71 having the axial length L1 and extending in the axial direction.
- the first leg portion 71 extends to the other side in the axial direction (Z1 direction side).
- the second conductor 80 includes a second leg portion 81 that is disposed on the Z1 direction side of the first leg portion 71 and that has a length L2 that is greater than the length L1 in the axial direction and extends in the axial direction.
- the second leg 81 extends to one side in the axial direction (Z2 direction side).
- the plurality of first conductors 70 have a diameter that is obtained by connecting a pair of first leg portions 71 arranged in different slots 12 to each other. It is formed to have a U-shape (substantially U-shape) when viewed in the direction.
- the coil pitch of the first conductor 70 is 6. That is, the pair of first leg portions 71 are arranged at positions different in the circumferential direction by six slots 12. That is, five slots are provided between the slot 12 in which one first leg portion 71 of the pair of first leg portions 71 is arranged and the slot 12 in which the other first leg portion 71 is arranged. 12 are provided.
- the first conductor 70 includes a pair of first leg portions 71 arranged in different slots 12 and linearly formed along the axial direction, and a first coil end portion 72. ..
- the first leg portion 71 means a portion arranged in the slot 12 from the axial position of the end surface 10 a (see FIG. 2) in the axial direction of the stator core 10, and the first coil end portion 72 is the first coil end portion. It means a portion formed continuously with the leg portion 71 and arranged axially outside the end surface 10a of the stator core 10.
- the first coil end portion 72 has a bent shape that bends in the axial direction.
- first coil end portion 72 has a first crank portion 73 formed in a crank shape that is bent in a stepwise shape by the width of one segment conductor 40 in the radial direction when viewed in the axial direction. That is, the radial width of the first crank portion 73 is twice the width of the single segment conductor 40.
- the end surface 10a is an example of the "one side end surface" in the claims.
- the axial lengths L1 of the pair of first leg portions 71 are substantially equal to each other.
- the axial length L1 means the length of a portion of the first conductor 70 that extends linearly in the axial direction within the slot 12.
- the axial length L1 is smaller than the axial length L3 (see FIG. 2) of the stator core 10.
- the axial length L3 of the stator core 10 means the axial distance (interval) between the end faces 10a and 10b in the axial direction.
- the end surface 10b is an example of the "other end surface" in the claims.
- the second conductor 80 includes a pair of second leg portions 81 arranged in the slot 12 and a second coil end portion 82.
- the second coil end portion 82 also has a second crank portion 83.
- the second conductor 80 is formed to have a U shape by connecting the pair of second leg portions 81 arranged in the different slots 12 to each other.
- the axial lengths L2 of the pair of second leg portions 81 of the second conductor 80 are substantially equal to each other.
- the axial length L2 of the pair of second leg portions 81 of the second conductor 80 is larger than the axial length L1 of the pair of first leg portions 71 of the first conductor 70 (L2> L1).
- the axial length L2 means the length of the portion of the second conductor 80 that extends linearly in the axial direction within the slot 12.
- ⁇ Structure of power conductor> As shown in FIG. 9, in the power conductor 50, a plurality (for example, four) of power line connection ends Pt of the same phase are electrically connected to each other, and the plurality of connected power line connection ends Pt are connected. And one power terminal member 51 are electrically connected. In the power conductor 50, the second leg portion 81 joined to one of the pair of first leg portions 71 (see FIG. 12) and the power terminal member 51 are joined.
- the power conductor 50 has a function of introducing electric power from the power supply unit (not shown) into the coil unit 30.
- the power conductor 50 is arranged radially outside the slot 12 (see FIG. 1) and has an outer diameter side power conductor 52 having a power line connection end Pt and a diameter direction larger than the outer diameter side power conductor 52.
- An inner diameter side power conductor 53 having a power line connecting end portion Pt and arranged on the inner side and the outer side in the axial direction is included.
- the power conductor 50 is formed in a bifurcated shape.
- the outer diameter side power conductor 52 and the power terminal member 51 are electrically connected by a lead wire 54.
- the inner diameter side power conductor 53 and the power terminal member 51 are electrically connected to each other by a lead wire 54.
- the outer diameter side power conductor 52 and the inner diameter side power conductor 53 are electrically connected via the power terminal member 51 and the lead wire 54.
- the lead wire 54 is formed of, for example, a stranded wire (conductor), and the insulating tube 51a is arranged on the outer circumference.
- the outer diameter side power conductor 52 and the inner diameter side power conductor 53 are each provided with the second leg portion 81, but are not provided with the first coil end portion 72 or the second coil end portion 82.
- the lead wire 54 and the second leg portion 81 are joined via the conductor plate 55.
- the joining is performed by brazing or welding (eg, either resistance welding, arc welding, laser welding, or high energy beam welding).
- the neutral point conductor 60 includes an outer diameter side neutral point conductor 61 and an inner diameter side neutral point conductor 62.
- the outer diameter side neutral point conductor 61 and the inner diameter side neutral point conductor 62 each include a neutral point N, and the neutral point connecting end portion NtU and V of the U-phase coil portion 30U and Vt.
- the neutral point connection end portion NtV of the phase coil portion 30V and the neutral point connection end portion NtW of the W phase coil portion 30W are electrically connected.
- the outer diameter side neutral point conductor 61 includes two U-phase W-phase neutral point segment conductors 61a and two V-phase neutral point segment conductors 61b, as shown in FIG.
- the U-phase W-phase neutral point segment conductor 61a includes a U-phase second leg 81 connected to the first leg 71 of the U-phase first conductor 70 of the three-phase AC, and a W-phase first leg 71.
- W-phase second leg portion 81 connected to the first leg portion 71, and two neutral-point coil end portions connecting the U-phase second leg portion 81 and the W-phase second leg portion 81.
- 61c is included.
- the neutral point coil end portion 61c is formed continuously with the U-phase second leg portion 81 and continuously with the W-phase second leg portion 81.
- the U-phase W-phase neutral point segment conductor 61a is formed in a substantially U-shape (substantially U-shape) when viewed from the inside in the radial direction.
- the V-phase neutral point segment conductor 61b is formed in a substantially linear shape when viewed from the inside in the radial direction.
- the neutral point coil end portion 61c is formed along the circumferential direction on the outer side in the radial direction of the second coil end portion 82 of the second conductor 80.
- the neutral point coil end portion 61c is formed in a substantially arc shape when viewed in the arrow Z2 direction.
- One of the two U-phase and W-phase neutral point segment conductors 61a is arranged on the outer side in the axial direction of the other (the arrow Z1 direction side).
- the V-phase neutral point segment conductor 61b includes a V-phase second leg portion 81 connected to the V-phase first conductor 70 and a neutral point coil end portion 61d.
- the neutral point coil end portion 61d is formed so as to project from the second leg portion 81 in the axially outward direction (in the direction of arrow Z1).
- the two neutral point coil end portions 61d are electrically joined to each other by being joined to both of the two neutral point coil end portions 61c.
- the inner diameter side neutral point conductor 62 includes two U-phase W-phase neutral point segment conductors 62a and two V-phase neutral point segment conductors 62b, as shown in FIG.
- the U-phase W-phase neutral point segment conductor 62a includes a U-phase second leg 81 connected to the first leg 71 of the U-phase first conductor 70 of the three-phase AC, and a W-phase second leg 81.
- a second leg portion 81 for the W phase connected to the one conductor 70, and a neutral point coil end portion 62c connecting the second leg portion 81 for the U phase and the second leg portion 81 for the W phase.
- the neutral point coil end portion 62c is formed continuously with the second leg portion 81 for the U phase and continuously with the second leg portion 81 for the W phase.
- the U-phase W-phase neutral point segment conductor 62a is formed in a substantially U-shape when viewed from the inside in the radial direction.
- the V-phase neutral point segment conductor 62b is formed in a substantially linear shape when viewed from the inside in the radial direction.
- the neutral-point coil end portion 62c is formed so as to project axially outward from the second coil end portion 82 of the second conductor 80.
- the neutral-point coil end portion 62c is arranged close to the axially outer side of the second coil end portion 82 of the second conductor 80, and is formed along the circumferential direction when viewed in the axial direction. There is. Then, one of the two U-phase and W-phase neutral point segment conductors 62a is arranged radially outside the other.
- first leg portions 71 are provided adjacent to each other in the radial direction of the stator core 10 in one slot 12.
- second leg portions 81 are provided in one slot 12 so as to be adjacent to each other in the radial direction of the stator core 10.
- a first surface 71a of the first leg 71, which will be described later, and a second surface 81a of the second leg 81, which will be described later, are joined to each other to form a joint 90.
- the joints 90 are configured such that the joints 90 adjacent in the radial direction overlap each other when viewed in the radial direction.
- the plurality (all) of the joint portions 90 arranged in one slot 12 are configured to overlap each other when viewed in the radial direction. That is, all the joint portions 90 arranged in one slot 12 are arranged in a state of being aligned along the horizontal direction. In other words, the positions of the plurality of joint portions 90 in the axial direction in one slot 12 are substantially equal to each other.
- the first surface 71a of the first leg portion 71 and the second surface 81a of the second leg portion 81 are joined (overlapped) when viewed in the radial direction. It is a part.
- each of the tip portion 71c of the first leg portion 71 and the tip portion 81c of the second leg portion 81 has a tapered shape.
- each of the tip portion 71c of the first leg portion 71 and the tip portion 81c of the second leg portion 81 has a tapered shape.
- a first surface 71a provided so as to extend in the axial direction is provided on the tip end portion 71c side of the first leg portion 71 of each of the plurality of first conductors 70.
- a second surface 81a provided so as to extend in the axial direction is provided on the tip end 81c side of the second leg portion 81 of each of the plurality of second conductors 80.
- each of the first surface 71a and the second surface 81a is provided so as to extend parallel to the axial direction.
- the first leg portion 71 and the second leg portion 81 respectively have a first surface arrangement portion 71b provided with a first surface 71a and a second surface arrangement portion 81b provided with a second surface 81a. including.
- the first leg portion 71 has a first leg body portion 71d continuously provided to the first surface arrangement portion 71b provided with the first surface 71a.
- the first leg body 71d is provided on the side (Z2 direction side) opposite to the tip 71c with respect to the first surface arrangement portion 71b.
- the second leg portion 81 has a second leg body portion 81d that is provided continuously to the second surface arrangement portion 81b that is provided with the second surface 81a.
- the second leg body 81d is provided on the side opposite to the tip 81c (Z1 direction side) with respect to the second surface arrangement portion 81b.
- the first surface arrangement portion 71b is provided continuously with the first leg main body portion 71d via a first step portion 71g described later.
- the second surface arranging portion 81b is provided continuously with the second leg main body portion 81d via a second step portion 81g described later.
- the radial thickness t2 of the first surface arrangement portion 71b provided with the first surface 71a is smaller than the radial thickness t3 of the first leg body 71d. Specifically, the thickness t2 of the first surface arrangement portion 71b is about 1 ⁇ 2 of the thickness t3 of the first leg portion main body portion 71d. Further, the radial thickness t4 of the second surface arrangement portion 81b provided with the second surface 81a is smaller than the radial thickness t5 of the second leg body 81d. Specifically, the thickness t4 of the second surface arrangement portion 81b is about 1 ⁇ 2 of the thickness t5 of the second leg body 81d. The thickness t2 and the thickness t4 are substantially equal to each other, and the thickness t3 and the thickness t5 are substantially equal to each other.
- the coil portion 30 also includes a joint portion 90 in which the first surface 71a and the second surface 81a are joined in one slot 12. That is, the joint portion 90 is located between the end surface 10a (see FIG. 2) and the end surface 10b (see FIG. 2) of the stator core 10 in the axial direction.
- the first surface 71a and the second surface 81a are joined to each other at the joining portion 90 in the radial direction (R direction). Specifically, a part of the surface 71e of the first surface 71a on the tip 71c side and a part of the surface 81e of the second surface 81a on the tip 81c side are joined in the radial direction. Has been done. In other words, the first surface 71a and the second surface 81a are joined while being axially displaced from each other.
- the first surface 71a (surface portion 71e) and the second surface 81a (surface portion 81e) extend parallel to the axial direction and are provided so as to face each other in the radial direction. That is, each of the first surface 71a (the surface portion 71e) and the second surface 81a (the surface portion 81e) extends so as to be orthogonal to the radial direction.
- the first surface 71a (surface portion 71e) faces the inner side in the radial direction (R1 direction side), and the second surface 81a (surface portion 81e) faces the outer side in the radial direction.
- the axial length L4 of the first surface 71a (see FIG. 14) and the axial length L5 of the second surface 81a (see FIG. 14) are the same as the axial joint portion. It is greater than the length L6 of 90 (see FIG. 14).
- the length L4 of the first surface 71a and the length L5 of the second surface 81a are substantially equal.
- the length L6 of the joint portion 90 means the length of the surface portion 71e and the surface portion 81e in the axial direction.
- a first gap portion 74 is provided between the first conductor 70 and the second conductor 80 that face each other in the axial direction.
- a second gap portion 84 is provided between the tip end portion 81 c of the second leg portion 81 and the first leg portion 71 in the axial direction. It is provided.
- the first gap portion 74 is provided between the distal end portion 71c of the first leg portion 71 and the second leg portion main body portion 81d of the second leg portion 81 in the axial direction.
- the second gap portion 84 is provided between the tip end portion 81c of the second leg portion 81 and the first leg portion main body portion 71d of the first leg portion 71 in the axial direction.
- first gap portion 74 is adjacent to the first leg portion 71 and the second leg portion 81, which are joined to each other, and the second insulating member that is adjacent to the inner side in the radial direction (R1 direction side) when viewed from the circumferential direction (direction A). It is surrounded by the member 21.
- the second gap portion 84 is adjacent to the first leg portion 71 and the second leg portion 81 joined to each other in the circumferential direction (direction A) and the second insulation adjacent to the radially outer side (R2 direction side). It is surrounded by the member 21.
- the details of the configuration of the second insulating member 21 will be described later.
- Each of the first gap portion 74 and the second gap portion 84 is provided for each set of the first leg portion 71 and the second leg portion 81 that are joined to each other. That is, each of the first gap portion 74 and the second gap portion 84 is arranged side by side in the radial direction (eight in the first embodiment, see FIG. 13). Specifically, as viewed in the radial direction, the plurality of first gap portions 74 overlap each other and the plurality of second gap portions 84 overlap each other.
- the axial length L7 of the first gap portion 74 is substantially equal to the axial length L8 of the second gap portion 84.
- the length L7 of the first gap portion 74 means the axial distance between the distal end portion 71c of the first leg portion 71 and the second leg portion 81.
- the length L8 of the second gap portion 84 means the distance in the axial direction between the tip end portion 81c of the second leg portion 81 and the first leg portion 71.
- both the axial length L7 of the first gap portion 74 and the axial length L8 of the second gap portion 84 are the radial first direction of the first leg portion 71.
- the thickness t2 of the first surface arrangement portion 71b provided with the first surface 71a and the thickness t4 of the second surface arrangement portion 81b provided with the second surface 81a of the second leg 81 are larger.
- the length L7 of the first gap portion 74 and the length L8 of the second gap portion 84 are different from each other in the dimensional variation caused in the manufacture of the first conductor 70 and the second conductor 80, and the first conductor.
- the length is set to a level that can sufficiently absorb the assembly variation generated when the 70 and the second conductor 80 are assembled.
- the second gap portion 84 is faced and a round shape is formed between the first surface arranging portion 71b provided with the first surface 71a of the first leg portion 71 and the first leg main body portion 71d.
- the second surface 81a of the second leg portion 81 is provided between the second surface arrangement portion 81b and the second leg body portion 81d, which faces the first gap portion 74 and has a round shape.
- the second step portion 81g including the corner inner surface 81f having the is provided.
- the corner inner surface 71f and the corner inner surface 81f are arcs having curvature radii smaller than the radial thickness t2 of the first surface arrangement portion 71b and the radial thickness t4 of the second surface arrangement portion 81b, respectively. It has a shape.
- the first leg portion 71 and the second leg portion 81 are respectively provided with a corner inner surface 71f and a flat surface 71h and a flat surface 81h which are provided continuously to the corner inner surface 81f.
- Each of the flat surface 71h and the flat surface 81h is provided so as to extend orthogonal to the axial direction.
- each of the first gap portion 74 and the second gap portion 84 is arranged in the slot 12. Specifically, each of the first gap portion 74 and the second gap portion 84 is entirely arranged in the slot 12.
- each of the first gap portion 74 and the second gap portion 84 has an axial center C2 in the axial direction. It is provided on the end face 10a side with respect to (see FIG. 12). Accordingly, each of the first gap portion 74 and the second gap portion 84 is provided closer to the end surface 10a of the stator core 10 than the axial center C2 of the stator core 10.
- the edge portion of the second gap portion 84 on the one side in the axial direction (Z2 direction side) is provided at substantially the same position as the end surface 10a of the stator core 10 in the axial direction. Further, the edge portion on the one side (Z2 direction side) in the axial direction of the second gap portion 84 may be provided within a range of a substantially insulating creepage distance from the end surface 10a in the Z1 direction or the Z2 direction.
- the axial center C2 is an example of the "center" in the claims.
- the stator 100 is provided with a conductive adhesive 91 that bonds the first surface 71a and the second surface 81a at the joint portion 90 and electrically connects the first leg 71 and the second leg 81.
- the conductive adhesive 91 is, for example, a paste-like bonding material (silver nanopaste) that contains, as conductive particles, metal particles in which silver is miniaturized to a nanometer level in a solvent.
- the conductive adhesive 91 is configured to be melted by heat.
- the conductive adhesive 91 contains a member (resin member) that volatilizes when heated, and by heating the volatilizing member, the volume of the conductive adhesive 91 decreases, It has a function of bringing the first surface 71a and the second surface 81a close to each other. Further, in order to join the first surface 71a and the second surface 81a, a portion (of the surface portion 71e and the surface portion 81e of the first surface 71a and the second surface 81a, which corresponds to the joining portion 90. Of the first conductor 70 and the second conductor 80 in a state in which the conductive adhesive 91 is applied to at least one of the above. Note that, in FIG. 14, the thickness of the conductive adhesive 91 is emphasized for the sake of explanation, but the present invention is not limited to this example.
- the conductive adhesive 91 is added to at least one of the surface portion 71e and the surface portion 81e, and in addition to the second gap portion 84 of the first surface 71a when viewed in the radial direction. It is applied to the surface portion 71i that faces the first gap portion 74 and the surface portion 81i that faces the first gap portion 74 of the second surface 81a. Specifically, the conductive adhesive 91 is applied to the entire surface portion 71i and the surface portion 81i. That is, each of the first surface 71a and the second surface 81a is entirely covered with the conductive adhesive 91 when viewed in the radial direction.
- the conductive adhesive 91 is not applied to each of the corner inner surface 71f and the corner inner surface 81f.
- the surface portion 71i and the surface portion 81i are examples of the “portion facing the second gap portion” and the “portion facing the first gap portion” in the claims, respectively.
- the first insulating member 20 is arranged between the wall portion 11a and the tooth 13 and the first leg portion 71 and the second leg portion 81 (segment conductor 40). As shown in FIG. 15, the first insulating member 20 has a three-layer structure. Specifically, as shown in FIG. 12, in the slot 12, the first insulating member 20 includes the wall portion 11 a of the back yoke 11 and the circumferential side surface 13 a of the tooth 13 (see FIG. 4) and the first leg portion.
- the fixing layer 20c is provided so as to be overlapped with the portion 20b at a position (region) (P2) different from the axial position P1 corresponding to the joining portion 90 and for fixing the stator core 10 and the second leg portion 81.
- the fixed layer 20c is preferably configured as an adhesive layer containing an adhesive.
- the position P2 is, for example, in the axial direction, the entire area inside the slot 12 except for the axial position P1 and the vicinity of the end surface 10b of the stator core 10 (including the portion outside the slot 12 in the axial direction). including.
- the first insulating member 20 is arranged so as to integrally cover the periphery of the plurality of second leg portions 81 arranged in parallel in the radial direction when viewed in the arrow Z2 direction. In other words, the circumferential sides and the radial sides of the plurality of second leg portions 81 arranged in parallel in the radial direction are covered with the first insulating member 20. Accordingly, the first insulating member 20 can ensure the insulation between the joint portion 90 and the stator core 10.
- the insulating layer 20a is made of, for example, polyphenylene sulfide resin (PPS: Poly Phenylene Sulfide Resin).
- the insulating layer 20a may be formed in a non-woven fabric such as aramid paper.
- the insulating layer 20a is provided from the one end surface 10a in the axial direction of the stator core 10 to the other end surface 10b in the axial direction. That is, the insulating layer 20a is arranged so as to cover the wall portion 11a and the circumferential side surface 13a in each slot.
- “covering” does not mean only covering all portions of the wall portion 11a and the circumferential side surface 13a, but as shown in FIG. It means a broad concept including the case where the gap) is exposed.
- the fixed layer 20c contains a foaming agent 20d (expanding agent) that is foamed by heat.
- the fixed layer 20c is formed, for example, by mixing a plurality of capsule bodies as the foaming agent 20d with the thermosetting resin 20e.
- the foaming agent 20d is configured to expand the volume of the capsule body when heated to a foaming temperature T1 or higher.
- the fixed layer 20c increases in thickness t6 (see FIG. 16) to thickness t7 (see FIG. 17) by being heated in the manufacturing process of the stator 100, for example.
- the fixed layer 20c fills the space between the second leg portion 81, the wall portion 11a, and the circumferential side surface 13a by the foaming agent 20d foaming (expanding) when heated.
- thermosetting resin 20e is configured to be cured by being heated to a curing temperature T2 or higher which is higher than the foaming temperature T1.
- the thermosetting resin 20e forming the fixed layer 20c is, for example, an epoxy resin.
- the fixing layer 20c is configured to bond and fix the second leg 81, the wall 11a, and the circumferential side surface 13a to each other when the thermosetting resin 20e is cured when heated. There is.
- the fixed layer 20c containing the foaming agent 20d in the foamed state due to the fixed layer 20c containing the foaming agent 20d in the foamed state, at least a part of the second leg portion 81 is formed at a position P2 different from the axial position P1 corresponding to the joint portion 90.
- the space between the wall portion 11a and the circumferential side surface 13a forming the slot 12 is filled.
- the fixed layer 20c is provided so as to overlap the portion 20b of the insulating layer 20a on the other side (Z1 direction side) in the axial direction than the axial position P1 corresponding to the joint portion 90.
- the fixed layer 20c is provided so as to overlap the portion 20b of the insulating layer 20a on the other side in the axial direction than in the vicinity of the end surface 10a on the one side (Z2 direction side) in the axial direction. Further, the fixed layer 20c is provided in the slot 12 so as to overlap the portion 20b of the insulating layer 20a that is disposed between the second leg portion 81 and the stator core 10. For example, as shown in FIG. 15, the fixed layer 20c is provided so as to sandwich the insulating layer 20a in a portion 20b of the insulating layer 20a at a position different from the axial position corresponding to the bonding portion 90. ing.
- the “coil” means a linear portion of the coil portion 30 that is arranged in the slot 12 after the first conductor 70 and the second conductor 80 are joined. Therefore, a plurality of coils are arranged in one slot 12.
- the second insulating member 21 is an example of the "joint insulating member" in the claims.
- the second insulating member 21 is formed by folding a sheet-like insulating member such as Nomex. Then, the second insulating member 21 is continuous with the facing surface insulating portion 21a that covers the facing surface 90a of the joint portion 90 that is adjacent in the radial direction, and both ends of the facing surface insulating portion 21a in the circumferential direction, and that is in the radial direction. A circumferential surface insulating portion 21b that covers at least one of the circumferential surfaces 90b of the adjacent joint portions 90 by an insulating distance is included.
- the facing surface 90a of the joint portion 90 means a radially outer surface and a radially inner surface of the joint portions 90 that are adjacent in the radial direction and that face each other.
- the insulation distance is a length along the radial direction of the circumferential surface insulating portion 21b and means a distance (creeping distance) sufficient to insulate the joint portions 90 adjacent to each other in the radial direction.
- the second insulating member 21 includes a portion 21c that covers the radially outer side of the joint portion 90 arranged on the outermost diameter side and a radial direction of the joint portion 90 arranged on the innermost diameter side. And a portion 21d that covers the inside.
- the facing surface insulating portions 21a adjacent to each other in the radial direction are connected by the circumferential surface insulating portion 21b in one or the other circumferential direction.
- the facing surface insulating portion 21a on the outer side in the radial direction and the circumferential surface insulating portion 21b provided on one side in the circumferential direction are formed to be continuous.
- the circumferential surface 90b on the A1 direction side of the joint portion 90 and the circumferential surface 90b on the A2 direction side of the joint portion 90 are alternately covered with the circumferential surface insulating portion 21b.
- the 2nd insulating member 21 is comprised so that the circumferential direction surface 90b of the some joint part 90 arrange
- the second insulating member 21 has a meandering shape (bellows shape) when viewed in the axial direction. Further, since the one second insulating member 21 insulates the joint portions 90 adjacent in the radial direction arranged in one slot 12 from each other, all the joint portions 90 inside the slot 12 are insulated from each other. This makes it possible to reduce the number of steps for arranging the second insulating member 21 as compared with the case where the plurality of joint portions 90 arranged in one slot 12 are individually covered with the insulating member.
- the second insulating member 21 is configured to be expandable / contractible along the radial direction.
- the second insulating member 21 is made of a flexible sheet-shaped insulating member, and continuously covers the circumferential surfaces 90b of the plurality of joints 90 arranged adjacent to each other in the radial direction. This is because it is configured not to. With this, when the first leg 71 and the second leg 81 are joined, even if the first leg 71 and the second leg 81 are pressed in the radial direction or the axial direction, the first leg The second insulating member 21 can be deformed as the 71 and the second leg 81 move.
- the second insulating member 21 extends in the axial direction so as to cover both the first gap portion 74 and the second gap portion 84 when viewed in the radial direction. Is provided. Specifically, the second insulating member 21 is arranged such that an edge portion on one side (Z2 direction side) in the axial direction protrudes outward (Z2 direction side) from the axial end surface 10a of the stator core 10. There is. Further, the second insulating member 21 has an edge portion on the other side (Z1 direction side) in the axial direction in the slot 12 than an edge portion on the other side (Z1 direction side) in the axial direction of the first gap portion 74. , Is provided on the other side (Z1 direction side) in the axial direction.
- the first insulating member 20 is also arranged together with the second insulating member 21 so as to project from the axial end surface 10a of the stator core 10 to the outside (Z2 direction side).
- the height position h1 of the portion of the second insulating member 21 protruding outward from the end face 10a of the stator core 10 and the height position h2 of the portion of the first insulating member 20 protruding outward from the end face 10a of the stator core 10 are , Are almost equal.
- the amount of protrusion of the first insulating member 20 and the second insulating member 21 from the end surface 10a of the stator core 10 is determined by the first insulating member 20 and the second insulating member 21 being the first coil end portion of the first segment conductor 70. It is adjusted so that it does not bend when it comes into contact with 72.
- the length L12 of the second insulating member 21 is smaller than the length L11 of the first insulating member 20 in the axial direction. Specifically, the length L11 of the first insulating member 20 is larger than the length L3 of the stator core 10 in the axial direction. The length L12 of the second insulating member 21 is smaller than the length L3 of the stator core 10.
- the second insulating member 21 is provided so as to cover the joint portion 90 and extend from the joint portion 90 toward the Z1 direction side and the Z2 direction side. The length L12 of the second insulating member 21 is adjusted based on the magnitude of the voltage applied to the coil portion 30 (based on the required creepage distance). Note that, in FIG. 20, the illustration of the first conductor 70 and the second conductor 80 is omitted for simplification.
- the first insulating member 20 has the second insulating member 21 when viewed in the radial direction. 21 and a non-overlapping portion 20b. Specifically, the first insulating member 20 overlaps the second insulating member 21 in the vicinity of the axial end (end surface 10a) in the slot 12.
- the thickness t11 of the portion 20f of the first insulating member 20 that overlaps the second insulating member 21 is smaller than the thickness t12 of the portion 20b of the first insulating member 20 that does not overlap the second insulating member 21.
- the thickness t13 of the second insulating member 21 is smaller than the thickness t11. Further, the thickness t12 is obtained by adding two thicknesses (t7 ⁇ 2) of the thickness t7 of the fixed layer 20c to the thickness t11.
- the second insulating member 21 is arranged on one side in the axial direction (Z2 direction side) of the fixed layer 20c of the first insulating member 20 and between the joint portions 90 in the radial direction, and the joint portion 90 is formed. It is configured to insulate each other.
- the fixed layer 20c is provided so as to overlap the portion 20b of the insulating layer 20a that does not overlap the second insulating member 21 in the radial direction.
- the insulating layer 20a is arranged in a portion 20f that overlaps the second insulating member 21 when viewed in the radial direction.
- step S1 the plurality of second conductors 80 are inserted into the slot 12 from the Z1 direction side.
- each second conductor 80 is inserted into the slot 12 by simultaneously pressing each second coil end portion 82 from the upper side (Z1 direction side) by the disc-shaped plate member.
- the second coil end portions 82 of the plurality of second conductors 80 have uniform amounts of protrusion from the stator core 10.
- step S2 the second insulating member 21 is inserted into the slot 12. Specifically, the second insulating member 21 is arranged on the tip end side of the plurality of second conductors 80 inserted in the slots 12.
- step S3 the plurality of first conductors 70 are inserted into the slot 12 from the Z2 direction side.
- the plurality of first conductors 70 are inserted into the slots 12 by simultaneously pressing the first coil end portions 72 from the lower side (Z2 direction side) by the disk-shaped plate member. Thereby, the amount of protrusion of the plurality of first coil end portions 72 from the stator core 10 is made uniform.
- stator 200 and a method of manufacturing the stator 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 3 and 23 to 31.
- the stator 200 of the second embodiment joins the first surface 171a and the second surface 181a by the biasing force of the spring member 210.
- the same components as those in the above-described first embodiment are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, are shown in the drawings, and their description is omitted.
- stator 200 The structure of the stator 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 3 and 23 to 30.
- the stator 200 is an example of the “armature” in the claims.
- the stator 200 constitutes a part of the rotating electric machine 202 together with the rotor 101.
- the stator 200 includes a sheet-shaped insulating member 121 and a coil portion 130 (see FIG. 1).
- the coil unit 130 also includes a first coil assembly 130a (anti-lead side coil) (see FIG. 27) and a second coil assembly 130b (lead side coil) (see FIG. 27).
- the coil portion 130 includes a plurality of segment conductors 140 (see FIG. 24).
- the insulating member 121 is an example of the "joint insulating member" in the claims.
- the plurality of segment conductors 140 include a plurality of first conductors 170 arranged on one axial side (Z2 direction side) of the stator core 10. And a plurality of second conductors 180 arranged on the other side (Z1 direction side) in the axial direction of the stator core 10.
- the first conductor 170 also includes a first leg portion 171, which has a length L31 in the axial direction, a first coil end portion 172, and a first crank portion 173.
- the second conductor 180 also includes a second leg portion 181, which has a length L32 in the axial direction, a second coil end portion 182, and a second crank portion 183.
- the length L31 of the first leg 171 and the length L32 of the second leg 181 are substantially equal.
- the stator 200 includes a spring member 210 provided in each of the plurality of slots 12 so as to be sandwiched between the coil portion 130 and the opening 12 a (projection 13 b) of the slot 12.
- the spring member 210 is provided in the tip clearance 12b provided inside the slot 12 in the radial direction.
- the spring member 210 moves the coil portion 130 in the radial direction such that the first surface 171a of the first leg portion 171 of the first conductor 170 and the second surface 181a of the second leg portion 181 of the second conductor 180 are in contact with each other. It is configured to press from the inside.
- a contact portion 190 is formed by the contact between the first surface 171a of the first leg portion 171 and the second surface 181a of the second leg portion 181.
- the contact portion 190 is an example of the “joint portion” in the claims.
- the first surface 171a and the second surface 181a are in contact with each other by being pressed by the spring member 210 without a bonding material between the first surface 171a and the second surface 181a. That is, the first surface 171a and the second surface 181a are not joined, and the contact state between the first surface 171a and the second surface 181a is maintained by the pressing force of the spring member 210.
- each of the plurality of contact portions 190 is arranged in the slot 12 at the central portion in the axial direction of the stator core 10.
- the spring member 210 is also arranged in the central portion of the stator core 10 in the axial direction. Specifically, the spring member 210 is provided so as to overlap each of the plurality of contact portions 190 when viewed in the radial direction.
- each of the first surface 171a and the second surface 181a is plated. That is, the plated surfaces (the first surface 171a and the second surface 181a) are in contact with each other.
- metals such as Ni, Ag, Au, and Sn are used.
- the plating process may be performed using a plurality of metals (for example, Ni and Ag) among the above metals.
- the first leg portion 171 includes a first surface arrangement portion 171b, a tip portion 171c, a first leg body portion 171d, and a first step portion 171e.
- a gap 171f is provided between the first step 171e and the tip 181c of the second leg 181.
- the gap 171f is an example of the "first gap" in the claims.
- the second leg portion 181 includes a second surface arrangement portion 181b, a tip portion 181c, a second leg portion main body portion 181d, and a second step portion 181e.
- a gap 181f is provided between the second step 181e and the tip 171c of the first leg 171.
- the gap 181f is an example of the "second gap" in the claims.
- the first surface arranging portion 171b and the second surface arranging portion 181b are provided at the central portion P3 (see FIG. 27) of the stator core 10 in the axial direction. Note that, in FIG. 28, each of the first step portion 171e and the second step portion 181e is illustrated so as not to have a corner-shaped inner surface having a round shape, but similar to the first embodiment. The first step portion 171e and the second step portion 181e may each have a corner inner surface having a round shape.
- the sheet-shaped insulating member 121 includes the first leg portion 171 and the conductor surface where the conductor surface 140b (see FIG. 24) is exposed between the coils adjacent in the radial direction in one slot 12.
- the second leg portion 181 having the exposed portion 140b is provided so as to insulate the contact portions 190 that are in contact with each other without a bonding material.
- the insulating member 121 is a set of a plurality of coils (eight in the second embodiment) arranged in the slot 12 in the radial direction (a set of a first leg 171 and a second leg 181 that are in contact with each other). ) Is provided between each other.
- the insulating member 121 is formed by folding a sheet-shaped insulating member such as Nomex. Then, the insulating member 121 is continuous with the facing surface insulating portion 121a that covers the facing surface 190a of the contact portions 190 that are adjacent in the radial direction, and both ends in the circumferential direction of the facing surface insulating portion 121a, and is also adjacent in the radial direction. A circumferential surface insulating portion 121b that covers at least one of the circumferential surfaces 190b of the contact portion 190 by an insulating distance is included.
- the facing surface 190a of the contact portion 190 means a radially outer surface and a radially inner surface of the radially adjacent contact portions 190, which face each other.
- the insulation distance is a length along the radial direction of the circumferential surface insulating portion 121b and means a distance (creeping distance) sufficient to insulate the contact portions 190 adjacent to each other in the radial direction.
- the circumferential surface 190b means a surface of the contact portion 190 that intersects the circumferential direction. In other words, the circumferential surface 190b means a surface extending in the radial direction and the axial direction.
- the insulating member 121 includes a radially outer facing surface insulating portion 121a of a pair of facing surface insulating portions 121a arranged adjacent to each other in the radial direction, and a circumferential surface insulating portion provided on one side in the circumferential direction. A contact formed so that the portion 121b, the facing surface insulating portion 121a on the radially inner side of the pair of facing surface insulating portions 121a, and the circumferential surface insulating portion 121b provided on the other side in the circumferential direction are continuous.
- the partial insulating portion 121c is included.
- the stator 200 includes a core leg insulating portion 122 which is provided between the slot 12 and the coil portion 130 and is integrally formed with the contact insulating portion 121c. That is, the core leg insulating portion 122 is sheet-like like the contact insulating portion 121c, and is made of the same material as the contact insulating portion 121c. Further, the contact portion insulating portion 121c and the core leg insulating portion 122 have the same thickness (not shown). Further, the contact portion insulating portion 121c and the core leg insulating portion 122 have the same length in the axial direction.
- the core leg insulating portion 122 is continuous with the facing surface insulating portion 121a having the outermost diameter, and at one circumferential side of the slot 12 (left side in FIG. 29), the slot 12 (circumferential side surface 13a). ) And the coil portion 130 (circumferential surface 190b), the one side insulating portion 122a is provided. Further, the core leg insulating portion 122 is continuous with the innermost facing surface insulating portion 121a, and on the other side in the circumferential direction of the slot 12 (right side in FIG. 29), the slot 12 (circumferential side surface 13a) and the coil portion. The other side insulating portion 122b is provided between the second insulating portion 122b and the outer circumferential surface 130b (the circumferential surface 190b).
- the one side insulating portion 122a (the other side insulating portion 122b) is a portion sandwiched between the circumferential side surface 13a of the slot 12 and the circumferential surface 190b of the coil portion 130, and the circumferential side surface 13a of the slot 12 and the coil.
- a portion sandwiched by the circumferential surface insulating portion 121b covering the circumferential surface 190b of the portion 130 and the portion sandwiched by the circumferential surface insulating portion 121b are alternately present in the radial direction.
- the one-side insulating portion 122a extends from the radially outer end 230a of the coil portion 130 in the slot 12 to the radially inner end 230b (so as to extend over the end 230b).
- the other side insulating portion 122b extends from the radially inner end 230b of the coil portion 130 in the slot 12 to the radially outer end 230a (so as to extend over the end 230a). That is, the coil portion 130 in the slot 12 is surrounded by the outermost facing surface insulating portion 121a, the innermost facing surface insulating portion 121a, the one side insulating portion 122a, and the other side insulating portion 122b. It is provided.
- the core leg insulating portion 122 includes a radially inner insulating portion 122c which is continuous with the one side insulating portion 122a and which is provided so as to cover the innermost facing surface insulating portion 121a from the radially inner side. Further, the core leg insulating portion 122 has a radially outer insulating portion 122d which is continuous with the other insulating portion 122b and which is provided so as to cover the outermost facing surface insulating portion 121a from the radially outer side.
- the radially inner insulating portion 122c is provided so as to be sandwiched between the innermost facing surface insulating portion 121a and the spring member 210. That is, the coil portion 130 and the spring member 210 are insulated by the innermost facing surface insulating portion 121a and the radially inner insulating portion 122c.
- the radially outer insulating portion 122d is provided so as to be sandwiched between the outermost facing surface insulating portion 121a and the wall portion 11a of the slot 12. That is, the coil portion 130 and the wall portion 11a of the slot 12 (stator core 10) are insulated from each other by the outermost facing surface insulating portion 121a and the radially outer insulating portion 122d.
- the radially inner insulating portion 122c has a length L41 in the circumferential direction.
- the radially outer insulating portion 122d has a length L42 in the circumferential direction.
- Each of the length L41 of the radially inner insulating portion 122c and the length L42 of the radially outer insulating portion 122d is, for example, larger than 1/2 of the width W2 of the slot 12 (see FIG. 3).
- each of the contact portion insulating portion 121c and the core leg insulating portion 122 the edge portions on both sides in the axial direction project outward from the axial end surfaces (10a, 10b) of the stator core 10. It is arranged to. Thereby, each of the contact portion insulating portion 121c and the core leg insulating portion 122 is provided over the entire slot 12 in the axial direction.
- the core leg insulating portion 122 includes an insulating layer 123a and a foaming agent 123c that is foamed by heat, and the foaming agent 123c expands as the foaming agent 123c foams to expand the first leg 171 and A fixing layer 123b that fixes each of the second leg portions 181 to the stator core 10 at least in the axial direction.
- the fixing layer 123b of the core leg insulating portion 122 is configured to bond and fix each of the first leg 171 and the second leg 181 and the stator core 10.
- the fixed layer 123b is provided on both surfaces of the insulating layer 123a. When the fixed layer 123b is heated, the thermosetting resin 123d is cured.
- the core leg insulating portion 122 is illustrated as having a larger thickness than it actually is. Further, in FIG. 30, the illustration of the stator core 10 and the like is omitted for simplification.
- the insulating layer 123a and the fixed layer 123b have the same configurations (materials) as those of the insulating layer 20a and the fixed layer 20c of the first embodiment, and therefore detailed description thereof will be omitted.
- the contact portion insulating portion 121c also has the same configuration (composition) as the core leg insulating portion 122.
- step S11 the insulating member 121 (contact part insulating part 121c) and the core leg insulating part 122 are integrally inserted (placed) in the slot 12.
- step S12 the second leg 181 (see FIGS. 26A and 26B) of the second conductor 180 is inserted into the slot 12 from the other side in the axial direction (Z1 direction side).
- step S13 the first leg 171 (see FIGS. 25A and 25B) of the first conductor 170 is inserted into the slot 12 from one side in the axial direction (Z2 direction side). At this time, the first leg 171 is arranged such that the first surface 171a of the first leg 171 and the second surface 181a of the second leg 181 face each other.
- step S14 the spring member 210 (see FIG. 27) is inserted into the slot 12 from the inside in the radial direction via the opening 12a of the slot 12.
- step S15 the stator core 10 is heated and the fixed layer 123b is heated, so that the foaming agent 123c is foamed and the fixed layer 123b is expanded. Thereby, the coil portion 130 is fixed to the slot 12 at least in the axial direction.
- a first gap portion (74, 171f) is provided between the tip end portion (71c, 171c) of the first leg portion (71, 171) and the second leg body portion (81d, 181d) in the axial direction.
- a second gap (84, 181f) is provided between the tip end portion (81c, 181c) of the second leg portion (81, 181) and the first leg main body portion (71d, 171d) in the axial direction.
- the above-mentioned variations are caused by the first gap portions (74, 171f) and the first gap portions (74, 171f). It can be absorbed by the two gaps (84, 181f).
- first gap portions (74, 171f) and the second gap portions (84, 181f) are provided, the first segment conductors (70, 170) and the second segment conductors (80, 180) are separated from each other. Axial contact can be prevented. As a result, even if there is a conductor (70, 80, 170, 180) manufactured to a size larger than the design size among the first segment conductor (70, 170) and the second segment conductor (80, 180). , The first segment conductor (70, 170) (first leg portion (71, 171)) and the second segment conductor (80, 180) (second leg portion (81, 181)) are more axial than the predetermined position. It can be prevented from being arranged outside in the direction.
- the first gap portion (74, 171f) and the second gap portion (84). , 181f) can absorb the above variation.
- each of the first surface (71a, 171a) and the second surface (81a, 181a) becomes a part of each other at the joint portion (90, 190). It is joined to. Further, the axial lengths (L4, L5) of the first surfaces (71a, 171a) and the second surfaces (81a, 181a) are the lengths (L6) of the joint portions (90, 190) in the axial direction. Greater than. According to this structure, each of the first gap portion (74, 171f) and the second gap portion (84, 181f) can be easily formed.
- each of the first surface (71a, 171a) and the second surface (81a, 181a) extends in parallel to the axial direction and is in the radial direction. Are provided so as to face each other.
- the first surface (71a, 171a) and the second surface (81a, 181a) are joined to each other in the radial direction.
- each of the first surface (71a, 171a) and the second surface (81a, 181a) extends parallel to the axial direction, so that they can be easily assembled without interfering with each other in the axial direction.
- the slot (12) in which the first leg portion (71, 171) and the second leg portion (81, 181) are arranged is radially open, the first surface (71a, 171a) and the first (71a, 171a) The two surfaces (81a, 181a) are joined to each other in the radial direction, so that the joining portion (90, 190) is formed by the pressing member (spring member 210) through the portion of the slot (12) opening in the radial direction. Can be easily pressed.
- Both of the lengths (L8) are the first surface of the first leg portion (71, 171) in the direction (radial direction) where the first surface (71a, 171a) and the second surface (81a, 181a) are joined ( 71a, 171a) is provided with the thickness (t2) of the first surface arrangement portion (71b, 171b) and the second surface (81a, 181a) of the second leg portion (81, 181). It is larger than the thickness (t4) of the second surface arrangement portion (81b, 181d).
- both the axial length (L7) of the first gap portion (74, 171f) and the axial length (L8) of the second gap portion (84, 181f) are increased. Therefore, it is possible to more reliably absorb the dimensional variation and the assembly variation.
- each of the first gap portion (74, 171f) and the second gap portion (84, 181f) is arranged in the slot (12).
- the coil portion in the axial direction It is possible to suppress an increase in the length of (30, 130).
- each of the first gap portion (74) and the second gap portion (84) is closer to the electric machine than the axial center (C2) of the armature core (10). It is provided in the vicinity of the one end surface (10a) in the axial direction of the child core (10). According to this structure, the first surface (71a) and the second surface (81a) can be joined in the vicinity of the one end surface (10a).
- the vicinity of the one end face (10a) is a portion through which the lubricating oil passes, so that the heat generated at the joint (90) can be cooled by the oil.
- the vicinity of the one end surface (10a) is meant to include both the position of the one end surface (10a) itself and the vicinity of the one end surface (10a).
- each of the first segment conductor (70) and the second segment conductor (80) has a pair of first leg portions (71) and a pair of second leg portions, respectively. It has a U shape including (81). Further, the pair of first leg portions (71) and the pair of second leg portions (81) have mutually different axial lengths.
- Each of the first gap portion (74) and the second gap portion (84) includes the first surface (71a) of the pair of first leg portions (71) and the second surface of the pair of second leg portions (81). By being joined to the surface (81a), it is provided in the vicinity of the one end surface (10a).
- the axial lengths of the pair of first leg portions (71) and the pair of second leg portions (81) are made different from each other, and the first gap portion (74) and the second gap portion (74) are formed.
- Each of the gaps (84) can be easily provided near the end face 10a.
- the conductive adhesive (91) corresponds to the joint portion (90) on at least one of the first surface (71a) and the second surface (81a).
- the second gap portion (84) of the first surface (71a) when viewed from the direction (radial direction) where the first surface (71a) and the second surface (81a) are joined, the second gap portion (84) of the first surface (71a) ) And the portion (81i) of the second surface (81a) that faces the first gap portion (74).
- the first surface (71a) and the second surface (81a) are A portion (71i) of the first surface (71a) facing the first gap portion (74) and a second gap portion of the second surface (81a) when viewed from the joining direction (radial direction).
- the first surface (71a) and the second surface (81a) can be joined by the conductive adhesive (91) applied to the portion (81i) facing the (84).
- the first surface (71a, 171a) of the first leg portion (71, 171) is provided in one slot (12).
- the surface arrangement portion (71b, 171b) and the second surface arrangement portion (81b, 181d) provided with the second surface (81a, 181a) of the second leg portion (81, 181) are arranged in the radial direction. Are arranged alternately.
- each of the first gap portion (74, 171f) and the second gap portion (84, 181f) includes a first leg portion (71, 171) and a second leg portion (81, 181) that are joined to each other. It is provided for each group.
- the first gap portion ( 74, 171f) and the second gap portion (84, 181f) can absorb the dimensional variation and the assembly variation.
- the joint insulating member (21, 121) has the first gap portion (74, 171f) and the second gap portion (84, It is provided so as to extend in the axial direction so as to cover both 181f). According to this structure, it is possible to prevent the adjacent joint portions (90, 190) from being electrically connected to each other via the first gap portions (74, 171f) and the second gap portions (84, 181f). ..
- the first surface arrangement portion (71b) has the first step including the corner inner surface (71f) facing the second gap portion (84) and having a round shape. It is provided continuously with the first leg body portion (71d) via the portion (71g). Further, the second surface arrangement portion (81b) faces the first gap portion (74) and the second leg portion via the second step portion (81g) including the corner inner surface (81f) having a round shape. It is provided continuously with the main body (81d). According to this structure, the corner inner surface (71f) and the corner inner surface (81f) having a round shape are provided in the first step portion (71g) and the second step portion (81g), respectively.
- the first step portion (71g) and the second step portion (81g) can be suppressed from being concentrated in stress, and damage to the first leg portion (71) and the second leg portion (81) can be suppressed.
- each of the distal end portions (71c, 171c) of the first leg portions (71, 171) and the distal end portions (81c, 181c) of the second leg portions (81, 181) are respectively.
- the tip portions (71c, 171c) of the first leg portions (71, 171) and the tip portions (81c, 181c) of the second leg portion 81 interfere with each other. Can be suppressed.
- the step of arranging the first segment conductors (70, 170) and the second segment conductors (80, 180) includes the first leg portions (71, 171).
- a first gap (74, 171f) is provided axially between the tip end portion (71c, 171c) and the second leg main body portion (81d, 181d) and the second leg portion (81, 181)
- the first segment conductors (70, 170) and the first segment conductors (70, 170) are provided so that the second gap portions (84, 181f) are provided between the tip portions (81c, 181c) and the first leg body portions (71d, 171d) in the axial direction.
- the above-mentioned variations are caused by the first gap portions (74, 171f) and the first gap portions (74, 171f). It can be absorbed by the two gaps (84, 181f).
- the tip portions (71c, 81c, 171c, 181c) of the conductors having relatively large dimensions are joined together.
- first segment conductor (70, 170) and the second segment conductor (80, 180) vary, the first segment conductor (70, 170) and the second segment conductor (80, 180). It is possible to secure the joint area of the first leg portion (71, 171) and the second leg portion (81, 181) while making the amount of protrusion of each coil end portion (72, 82, 172, 182) uniform.
- a method of manufacturing a possible armature (100, 200) can be provided.
- each of the first surface 71a (171a) and the second surface 81a (181a) extends parallel to the axial direction. It is not limited to this.
- Each of the first surface 71a (171a) and the second surface 81a (181a) may be inclined at a predetermined angle (for example, 5 degrees or less) with respect to the axial direction.
- first and second embodiments the first surface 71a (171a) and the second surface 81a (181a) are joined to each other in the radial direction, but the present invention is not limited to this. Absent.
- the first surface 71a (171a) and the second surface 81a (181a) may be joined in a direction intersecting the radial direction (for example, the circumferential direction).
- both the axial lengths (L7, L8) of both the first gap portion 74 (171f) and the second gap portion 84 (181f) are the same as those in the radial direction.
- the thickness is larger than the thickness (t2, t4) of the one-sided arrangement portion 71b (171b) and the second-sided arrangement portion 81b (181b)
- the axial length (L7 or L8) of one of the first gap portion 74 (171f) and the second gap portion 84 (181f) is the first surface arrangement portion 71b (171b) and the second surface in the radial direction.
- the thickness may be larger than the thickness (t2, t4) of the arrangement portion 81b (181b).
- each of the first gap portion 74 and the second gap portion 84 is arranged in the slot 12
- the present invention is not limited to this.
- part of the first gap portion 74 and the second gap portion 84 may be arranged outside the slot 12 (see FIG. 32), or the first gap portion 74.
- the entire both and the second gap portion 84 may be arranged outside the slot 12 (see FIG. 33).
- each of the first gap portion 74 and the second gap portion 84 is arranged in the vicinity of the end face 10a (one side end face)
- the present invention is not limited to this.
- each of the first gap portion 74 and the second gap portion 84 may be arranged in the vicinity of the end face 10a (one side end face) and the end face 10b (the other side end face).
- the pair of first leg portions 271 of the first segment conductor 270 are configured so that the lengths thereof are different from each other (see FIG. 34A), and the pair of first segment conductors 280 of the pair of second segment conductors 280 are formed.
- the second leg portions 281 are configured to have different lengths (see FIG. 34B). That is, each of the first segment conductor 270 and the second segment conductor 280 has a J shape (substantially J shape).
- the contact portion 190 is arranged in the slot 12 in the vicinity of the central portion in the axial direction, but the present invention is not limited to this.
- the contact portion 190 (joint portion) may be arranged in the vicinity of the end face 10a (one end face) and the end face 10b (other end face).
- the length of the second leg portion 81 is longer than the length of the first leg portion 71, but the present invention is not limited to this.
- the length of the second leg portion 81 may be shorter than the length of the first leg portion 71.
- the length L31 of the 1st leg 171 and the length L32 of the 2nd leg 181 may mutually differ.
- the second conductor 80 having a long leg is the lead-side conductor
- the first conductor 70 having a short leg is the non-lead-side conductor.
- the present invention is not limited to this. It is not limited to this.
- the second conductor 80 having a long leg portion may be the conductor on the opposite lead side
- the first conductor 70 having a short leg portion may be the conductor on the lead side.
- the second conductor 180 may be a conductor on the side opposite to the lead side
- the first conductor 170 may be a conductor on the lead side.
- the conductive adhesive 91 is applied to the entire surface portion 71i (the portion facing the second gap portion) and the surface portion 81i (the portion facing the first gap portion).
- the present invention is not limited to this.
- the conductive adhesive 91 may be applied only to a part of each of the surface portion 71i (the portion facing the second gap portion) and the surface portion 81i (the portion facing the first gap portion).
- the conductive adhesive 91 may not be applied to each of the surface portion 71i (the portion facing the second gap portion) and the surface portion 81i (the portion facing the first gap portion).
- the corner inner surface 71f and the corner inner surface 81f are smaller than the radial thickness t2 of the first surface arrangement portion 71b and the radial thickness t4 of the second surface arrangement portion 81b, respectively.
- An example having an arc shape with a radius of curvature has been shown, but the present invention is not limited to this.
- the corner inner surface 71f and the corner inner surface 81f have an arc shape with a radius of curvature equal to or greater than the radial thickness t2 of the first surface arrangement portion 71b and the radial thickness t4 of the second surface arrangement portion 81b, respectively. Good.
- the present invention is not limited to this.
- the wall portion 11a, the circumferential side surface 13a, and the second leg portion 81 may be pressed against each other without being adhered (pressing each other). It may be fixed by pressure).
- the second embodiment may be configured similarly.
- first insulating member 20 and the second insulating member 21 are sheet-shaped
- present invention is not limited to this.
- the present invention can be applied to a stator including the first insulating member 20 and the second insulating member 21 that are not in the form of a sheet.
- each of the insulating member 121 (joint portion insulating member) and the core leg insulating portion 122 of the second embodiment may not be formed in a sheet shape.
- Stator core (armature core) 10a End face (one side end face) 10b End face (other end face) 12 slots 21 second insulating member (joint insulating member) 30, 130 Coil part 40, 140 Segment conductor 70, 170, 270 1st conductor 71, 171, 271 1st leg part 71a, 171a 1st surface 71b, 171b 1st surface arrangement part 71c, 171c Tip part (1st leg) Part) 71d, 171d 1st leg main-body part 71f Corner inner surface (corner inner surface of a 1st step part) 71g First step portion 71i Surface portion (portion facing the second gap portion) 74,171f 1st clearance 80,180 2nd conductor 81,181 2nd leg 81a, 181a 2nd surface 81b, 181b 2nd surface arrangement
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Abstract
この電機子では、接合部において互いに接合されている第1セグメント導体と第2セグメント導体との間において、第1脚部の先端部と第2脚部本体部との軸方向間には第1隙間部が設けられているとともに、第2脚部の先端部と第1脚部本体部との軸方向間には第2隙間部が設けられている。
Description
本発明は、電機子および電機子の製造方法に関する。
従来、中心軸線方向に延びる複数のスロットが設けられた電機子コアを備える電機子および電機子の製造方法が知られている。このような電機子および電機子の製造方法は、たとえば、特開2015-23771号公報に開示されている。
上記特開2015-23771号公報には、複数のスロットを含む回転電機ステータが開示されている。回転電機ステータは、複数のスロットの各々に挿入され、互いに中心軸線方向に対向して設けられる第1導体セグメントと第2導体セグメントとにより構成されるコイル部を備えている。具体的には、第1セグメント導体および第2セグメント導体は、それぞれ、中心軸線方向の一方側および他方側からスロットに挿入される。また、複数のスロットの各々では、第1導体セグメントおよび第2導体セグメントの各々の脚部の先端に設けられている対向面同士が、導電性のペースト状の結合材により接合されている。
上記特開2015-23771号公報では、結合材を用いた上記対向面同士の接合は、中心軸線方向に第1セグメント導体および第2セグメント導体の各々を加圧して、互いに押し付け合いながら、結合材を加熱することにより行われる。これにより、予め塗布されたペースト状の結合材が熱により溶融し、結合材が溶融された状態で第1セグメント導体および第2セグメント導体の各々が加圧されるので、第1セグメント導体と第2セグメント導体との接合が行われる。そして、最終的に結合材が硬化することによって、第1セグメント導体および第2セグメント導体の各々の脚部の対向面同士が接合される。
しかしながら、上記特開2015-23771号公報には明記されていないが、上記回転電機ステータでは、複数の第1セグメント導体同士でコイルエンド部の高さが揃えられるとともに、複数の第2セグメント導体同士でコイルエンド部の高さが揃えられた状態で、第1セグメント導体および第2セグメント導体がスロットに同時に挿入される場合がある。ここで、複数の第1セグメント導体同士、および、複数の第2セグメント導体同士の間で、設計誤差による寸法ばらつきが生じる場合がある。この場合、互いにコイルエンド部の高さが揃えられた状態で挿入が行われると、寸法ばらつきにより長さが比較的大きくなった脚部は接合相手の脚部に当接されるが、長さが比較的小さくなった脚部は接合相手の脚部に当接されない場合が生じる。具体的には、互いに接合される脚部同士の合計の長さが最も大きい組が当接された後は、セグメント導体の挿入が止められるため、上記脚部の組以外は当接されないことになる。この場合、第1セグメント導体および第2セグメント導体の脚部同士の接合面積を確保することが困難となるという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、セグメント導体の寸法にばらつきが生じる場合でも、コイルエンド部の突出量を均一化しながら、脚部同士の接合面積を確保することが可能な電機子および電機子の製造方法を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面における電機子は、軸方向に延びる複数のスロットが設けられている電機子コアと、電機子コアの軸方向の一方側に配置されるとともに軸方向の他方側に延びる第1脚部を含む複数の第1セグメント導体と、電機子コアの軸方向の他方側に配置されるとともに軸方向の一方側に延びる第2脚部を含む複数の第2セグメント導体と、複数の第1セグメント導体の各々の第1脚部の先端部側に設けられ、軸方向に沿って延びるように設けられる第1面と、複数の第2セグメント導体の各々の第2脚部の先端部側に設けられ、軸方向に沿って延びるように設けられる第2面とが、1つのスロット内または1つのスロットの軸方向の外側において接合されている接合部を含むコイル部と、を備え、第1脚部は、第1面が設けられている第1面配置部から連続して第1脚部の先端部と反対側に設けられ、第1面配置部よりも第1面および第2面が接合する方向である接合方向の厚みが大きい第1脚部本体部を有し、第2脚部は、第2面が設けられている第2面配置部から連続して第2脚部の先端部と反対側に設けられ、第2面配置部よりも接合方向の厚みが大きい第2脚部本体部を有し、接合部において互いに接合されている第1セグメント導体と第2セグメント導体との間において、第1脚部の先端部と第2脚部本体部との軸方向間には第1隙間部が設けられているとともに、第2脚部の先端部と第1脚部本体部との軸方向間には第2隙間部が設けられている。なお、接合とは、結合材(接合材)を介して接合されている状態のみならず、結合材(接合材)を介さずに接触されているだけの状態を含む広い意味である。
この発明の第1の局面による電機子では、上記のように、第1脚部の先端部と第2脚部本体部との軸方向間には第1隙間部が設けられているとともに、第2脚部の先端部と第1脚部本体部との軸方向間には第2隙間部が設けられている。これにより、第1セグメント導体および第2セグメント導体の製造時に生じる寸法のばらつきが生じた場合でも、上記のばらつきを第1隙間部および第2隙間部により吸収することができる。その結果、複数の第1セグメント導体および第2セグメント導体のうち寸法が比較的大きく製造された導体の先端部が、接合相手である導体に当接することにより、他の第1セグメント導体および第2セグメント導体の軸方向の移動が止められることを防止することができる。その結果、第1セグメント導体および第2セグメント導体の各々のコイルエンド部の高さが揃えられた状態でも、第1セグメント導体および第2セグメント導体のうち寸法が比較的小さく製造された導体を、接合相手である導体に対して、容易に接合部において当接させることができる。これにより、第1セグメント導体および第2セグメント導体の寸法にばらつきが生じる場合でも、第1セグメント導体および第2セグメント導体の各々のコイルエンド部の突出量を均一化しながら、第1脚部および第2脚部の接合面積を確保することができる。
また、この発明の第2の局面における電機子の製造方法は、軸方向に延びる複数のスロットが設けられている電機子コアと、軸方向に延びる第1脚部を含む複数の第1セグメント導体と、軸方向に延びる第2脚部を含む複数の第2セグメント導体と、を備える電機子の製造方法であって、複数の第1セグメント導体の各々の第1脚部の先端部側に設けられ、軸方向に沿って延びるように設けられる第1面と、複数の第2セグメント導体の各々の第2脚部の先端部側に設けられ、軸方向に沿って延びるように設けられる第2面とが、1つのスロット内または1つのスロットの軸方向の外側において対向するように、複数の第1セグメント導体の各々を電機子コアの軸方向の一方側に配置するとともに複数の第2セグメント導体の各々を電機子コアの軸方向の他方側に配置するステップと、互いに対向して配置されている第1脚部の第1面と第2脚部の第2面とを接合するステップと、を備え、第1脚部は、第1面が設けられている第1面配置部から連続して第1脚部の先端部と反対側に設けられ、第1面配置部よりも第1面および第2面が接合する方向である接合方向の厚みが大きい第1脚部本体部を有し、第2脚部は、第2面が設けられている第2面配置部から連続して第2脚部の先端部と反対側に設けられ、第2面配置部よりも接合方向の厚みが大きい第2脚部本体部を有し、第1セグメント導体および第2セグメント導体を配置するステップは、第1脚部の先端部と第2脚部本体部との軸方向間に第1隙間部が設けられるとともに、第2脚部の先端部と第1脚部本体部との軸方向間に第2隙間部が設けられるように、第1セグメント導体および第2セグメント導体を配置するステップである。
この発明の第2の局面による電機子の製造方法では、上記のように、第1脚部の先端部と第2脚部本体部との軸方向間に第1隙間部が設けられるとともに、第2脚部の先端部と第1脚部本体部との軸方向間に第2隙間部が設けられるように、第1セグメント導体および第2セグメント導体が配置される。これにより、第1セグメント導体および第2セグメント導体の製造時に生じる寸法のばらつきが生じた場合でも、上記のばらつきを第1隙間部および第2隙間部により吸収することができる。その結果、複数の第1セグメント導体および第2セグメント導体のうち寸法が比較的大きく製造された導体の先端部が、接合相手である導体に当接することにより、他の第1セグメント導体および第2セグメント導体の軸方向の移動が止められることを防止することができる。その結果、第1セグメント導体および第2セグメント導体の各々のコイルエンド部の高さが揃えられた状態でも、第1セグメント導体および第2セグメント導体のうち寸法が比較的小さく製造された導体を、接合相手である導体に対して、容易に接合部において当接させることができる。これにより、第1セグメント導体および第2セグメント導体の寸法にばらつきが生じる場合でも、第1セグメント導体および第2セグメント導体の各々のコイルエンド部の突出量を均一化しながら、第1脚部および第2脚部の接合面積を確保することが可能な電機子の製造方法を提供することができる。
本発明によれば、上記のように、セグメント導体の寸法にばらつきが生じる場合でも、コイルエンド部の突出量を均一化しながら、脚部同士の接合面積を確保することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
[ステータの構造]
図1~図21を参照して、第1実施形態によるステータ100の構造について説明する。ステータ100は、中心軸線C1を中心に円環形状を有する。なお、ステータ100は、請求の範囲の「電機子」の一例である。
[ステータの構造]
図1~図21を参照して、第1実施形態によるステータ100の構造について説明する。ステータ100は、中心軸線C1を中心に円環形状を有する。なお、ステータ100は、請求の範囲の「電機子」の一例である。
本願明細書では、「軸方向(中心軸線方向、軸線方向)」とは、図1に示すように、ステータ100の中心軸線C1(ロータ101の回転軸線)に沿った方向(Z方向)を意味する。また、「周方向」とは、ステータ100の周方向(A1方向、A2方向)を意味する。また、「径方向」とは、ステータ100の半径方向(R方向)を意味する。また、「径方向内側」とは、径方向に沿ってステータ100の中心軸線C1に向かう方向(R1方向)を意味する。また、「径方向外側」とは、径方向に沿ってステータ100の外に向かう方向(R2方向)を意味する。
ステータ100は、ロータ101と共に、回転電機102の一部を構成する。回転電機102は、たとえば、モータ、ジェネレータ、または、モータ兼ジェネレータとして構成される。ステータ100は、図1に示すように、永久磁石(図示せず)が設けられるロータ101の径方向外側に配置されている。すなわち、第1実施形態では、ステータ100は、インナーロータ型の回転電機102の一部を構成する。なお、径方向は、請求の範囲の「接合方向」の一例である。
図2に示すように、ステータ100は、ステータコア10と、第1絶縁部材20と、コイル部30とを備える。コイル部30は、第1コイルアッセンブリ30a(反リード側コイル)と第2コイルアッセンブリ30b(リード側コイル)とを含む。また、コイル部30は、複数のセグメント導体40(図4参照)からなる。また、第1実施形態では、ステータ100は、第1絶縁部材20とは別個に設けられた第2絶縁部材21(図4参照)を備える。なお、ステータコア10は、請求の範囲の「電機子コア」の一例である。また、第2絶縁部材21は、請求の範囲の「接合部絶縁部材」の一例である。
(ステータコアの構造)
ステータコア10は、中心軸線C1(図1参照)を中心軸とした円筒形状を有する。また、ステータコア10は、たとえば、複数枚の電磁鋼板(たとえば、珪素鋼板)が軸方向に積層されることにより、形成されている。図3に示すように、ステータコア10は、軸方向に見て円環状を有するバックヨーク11と、バックヨーク11の径方向内側に設けられ、軸方向に延びる複数のスロット12とが設けられている。そして、ステータコア10には、スロット12の周方向両側に複数のティース13が設けられている。
ステータコア10は、中心軸線C1(図1参照)を中心軸とした円筒形状を有する。また、ステータコア10は、たとえば、複数枚の電磁鋼板(たとえば、珪素鋼板)が軸方向に積層されることにより、形成されている。図3に示すように、ステータコア10は、軸方向に見て円環状を有するバックヨーク11と、バックヨーク11の径方向内側に設けられ、軸方向に延びる複数のスロット12とが設けられている。そして、ステータコア10には、スロット12の周方向両側に複数のティース13が設けられている。
スロット12は、径方向外側に設けられたバックヨーク11の壁部11aと、2つのティース13の周方向側面13aとに囲まれた部分である。そして、スロット12には、径方向内側に開口する開口部12aが設けられている。また、スロット12は、軸方向両側のそれぞれに開口している。ティース13は、バックヨーク11から径方向内側に突出するように形成されており、径方向内側の先端部にスロット12の開口部12aを構成する凸部13bが形成されている。
開口部12aは、周方向に開口幅W1を有する。ここで、開口幅W1は、ティース13の凸部13bの先端部同士の距離に対応する。また、スロット12のコイル部30が配置される部分の幅W2は、開口幅W1よりも大きい。すなわち、スロット12は、セミオープン型のスロットとして構成されている。ここで、幅W2は、スロット12の周方向両側に配置されているティース13の周方向側面13a同士の距離に対応する。また、スロット12の幅W2は、径方向に亘って略一定である。
(コイル部の構造)
コイル部30は、図4に示すように、平角導線により構成されている。たとえば、コイル部30は、銅またはアルミニウムにより構成されている。
コイル部30は、図4に示すように、平角導線により構成されている。たとえば、コイル部30は、銅またはアルミニウムにより構成されている。
また、コイル部30は、図2に示すように、軸方向一方側(矢印Z2方向側)に設けられた第1コイルアッセンブリ30aと、軸方向他方側(矢印Z1方向側)に設けられた第2コイルアッセンブリ30bとが、軸方向に組み合わされるとともに、接合されて形成されている。第1コイルアッセンブリ30aおよび第2コイルアッセンブリ30bは、それぞれ、ステータコア10と同一の中心軸線C1(図1参照)を中心とした円環状に形成されている。また、図4に示すように、第1実施形態では、コイル部30は、複数のセグメント導体40の後述する第1脚部71と第2脚部81とが、接合部90において接合されて形成されている。
コイル部30は、たとえば、波巻きコイルとして構成されている。また、コイル部30は、8ターンのコイルとして構成されている。すなわち、コイル部30は、スロット12内に、径方向に8個のセグメント導体40が並列して配置されて構成されている。
〈コイル部の結線の構成〉
図5に示すように、コイル部30では、電源部(図示せず)から3相交流の電力が供給されることにより、磁束を発生させるように構成されている。具体的には、コイル部30は、3相のY結線により接続(結線)されている。すなわち、コイル部30は、U相コイル部30Uと、V相コイル部30Vと、W相コイル部30Wとを含む。そして、コイル部30には、複数(たとえば、2つ)の中性点Nが設けられている。詳細には、コイル部30は、4並列結線(スター結線)されている。すなわち、U相コイル部30Uには、4つの中性点接続端部NtUと、4つの動力線接続端部PtUとが設けられている。V相コイル部30Vには、4つの中性点接続端部NtVと、4つの動力線接続端部PtVとが設けられている。W相コイル部30Wには、4つの中性点接続端部NtWと、4つの動力線接続端部PtWとが設けられている。なお、以下の記載では、中性点接続端部および動力線接続端部について、U相、V相、および、W相を特に区別しない場合、単に、「中性点接続端部Nt」および「動力線接続端部Pt」として記載する。
図5に示すように、コイル部30では、電源部(図示せず)から3相交流の電力が供給されることにより、磁束を発生させるように構成されている。具体的には、コイル部30は、3相のY結線により接続(結線)されている。すなわち、コイル部30は、U相コイル部30Uと、V相コイル部30Vと、W相コイル部30Wとを含む。そして、コイル部30には、複数(たとえば、2つ)の中性点Nが設けられている。詳細には、コイル部30は、4並列結線(スター結線)されている。すなわち、U相コイル部30Uには、4つの中性点接続端部NtUと、4つの動力線接続端部PtUとが設けられている。V相コイル部30Vには、4つの中性点接続端部NtVと、4つの動力線接続端部PtVとが設けられている。W相コイル部30Wには、4つの中性点接続端部NtWと、4つの動力線接続端部PtWとが設けられている。なお、以下の記載では、中性点接続端部および動力線接続端部について、U相、V相、および、W相を特に区別しない場合、単に、「中性点接続端部Nt」および「動力線接続端部Pt」として記載する。
〈コイルアッセンブリの構造〉
図2に示すように、第1コイルアッセンブリ30aは、セグメント導体40としての複数の第1セグメント導体70(以下、「第1導体70」とする)から構成されている。好ましくは、第1コイルアッセンブリ30aは、複数の第1導体70のみが組み合わされて構成されている。
図2に示すように、第1コイルアッセンブリ30aは、セグメント導体40としての複数の第1セグメント導体70(以下、「第1導体70」とする)から構成されている。好ましくは、第1コイルアッセンブリ30aは、複数の第1導体70のみが組み合わされて構成されている。
また、第2コイルアッセンブリ30bは、セグメント導体40としての複数(たとえば、3つ)の動力セグメント導体50(以下、「動力導体50」とする)と、セグメント導体40としての複数(たとえば、2つ)の中性点セグメント導体60(以下、「中性点導体60」とする)と、複数のセグメント導体40のうちの動力導体50および中性点導体60とは異なる導体(一般のセグメント導体40)であり、コイル部30を構成する第2セグメント導体80(以下、「第2導体80」とする)とを含む。すなわち、ステータ100に設けられる動力導体50および中性点導体60の全ては、第2コイルアッセンブリ30bに設けられている。
(セグメント導体の構造)
セグメント導体40は、図6に示すように、横断面が略矩形形状を有する平角導線として構成されている。そして、セグメント導体40の導体表面40bには、厚みt1を有する絶縁被膜40aが設けられている。絶縁被膜40aの厚みt1は、たとえば、相間絶縁性能(第1コイルエンド部72同士の絶縁、第2コイルエンド部82同士の絶縁、図2参照)を確保することが可能な程度に設定されている。なお、図6では、説明のために、厚み等の大小関係を強調して図示しているが、この図示の例に限られない。
セグメント導体40は、図6に示すように、横断面が略矩形形状を有する平角導線として構成されている。そして、セグメント導体40の導体表面40bには、厚みt1を有する絶縁被膜40aが設けられている。絶縁被膜40aの厚みt1は、たとえば、相間絶縁性能(第1コイルエンド部72同士の絶縁、第2コイルエンド部82同士の絶縁、図2参照)を確保することが可能な程度に設定されている。なお、図6では、説明のために、厚み等の大小関係を強調して図示しているが、この図示の例に限られない。
〈第1導体および第2導体の構造〉
図7および図8に示すように、複数のセグメント導体40は、ステータコア10の軸方向の一方側(Z2方向側)に配置される複数の第1導体70と、ステータコア10の軸方向の他方側(Z1方向側)で、且つ、第1導体70に対して軸方向に対向して配置される複数の第2導体80とを含む。すなわち、コイル部30は、軸方向に2分割された第1導体70と第2導体80とが接合されて形成されている。ここで、第2導体80とは、第2コイルアッセンブリ30bを構成するセグメント導体40のうちの動力導体50および中性点導体60以外のセグメント導体40である。そして、第1実施形態では、第1導体70は、軸方向の長さL1を有する軸方向に延びる第1脚部71を含む。第1脚部71は、軸方向の他方側(Z1方向側)に延びている。また、第2導体80は、第1脚部71のZ1方向側に配置され、軸方向に長さL1よりも大きい長さL2を有する軸方向に延びる第2脚部81を含む。第2脚部81は、軸方向の一方側(Z2方向側)に延びている。
図7および図8に示すように、複数のセグメント導体40は、ステータコア10の軸方向の一方側(Z2方向側)に配置される複数の第1導体70と、ステータコア10の軸方向の他方側(Z1方向側)で、且つ、第1導体70に対して軸方向に対向して配置される複数の第2導体80とを含む。すなわち、コイル部30は、軸方向に2分割された第1導体70と第2導体80とが接合されて形成されている。ここで、第2導体80とは、第2コイルアッセンブリ30bを構成するセグメント導体40のうちの動力導体50および中性点導体60以外のセグメント導体40である。そして、第1実施形態では、第1導体70は、軸方向の長さL1を有する軸方向に延びる第1脚部71を含む。第1脚部71は、軸方向の他方側(Z1方向側)に延びている。また、第2導体80は、第1脚部71のZ1方向側に配置され、軸方向に長さL1よりも大きい長さL2を有する軸方向に延びる第2脚部81を含む。第2脚部81は、軸方向の一方側(Z2方向側)に延びている。
第1実施形態では、図7Aおよび図7Bに示すように、複数の第1導体70は、それぞれ、互いに異なるスロット12に配置される一対の第1脚部71が互いに接続されることにより、径方向に見てU字状(略U字状)を有するように形成されている。第1導体70のコイルピッチは6である。すなわち、一対の第1脚部71は、スロット12が6つ分、周方向に異なる位置に配置される。すなわち、一対の第1脚部71のうちの一方の第1脚部71が配置されているスロット12と、他方の第1脚部71が配置されているスロット12との間に、5つのスロット12が設けられている。具体的には、第1導体70は、互いに異なるスロット12に配置され、それぞれ軸方向に沿って直線状に形成されている一対の第1脚部71と、第1コイルエンド部72とを含む。第1脚部71とは、ステータコア10の軸方向における端面10a(図2参照)の軸方向位置からスロット12の内に配置されている部分を意味し、第1コイルエンド部72は、第1脚部71に連続して形成され、ステータコア10の端面10aよりも軸方向外側に配置されている部分を意味するものとする。また、第1コイルエンド部72は、軸方向に折れ曲がる屈曲形状を有する。また、第1コイルエンド部72は、軸方向から見て、径方向に1本のセグメント導体40の幅分、階段状に屈曲するクランク状に形成された第1クランク部分73を有する。つまり、第1クランク部分73の径方向の幅は、1本のセグメント導体40の幅の2倍である。なお、端面10aは、請求の範囲の「一方側端面」の一例である。
また、一対の第1脚部71の軸方向長さL1は互いに略等しい。なお、軸方向長さL1とは、第1導体70のうちスロット12内において軸方向に直線状に延びている部分の長さを意味する。また、軸方向長さL1は、ステータコア10の軸方向長さL3(図2参照)よりも小さい。なお、ステータコア10の軸方向長さL3とは、軸方向における端面10aおよび端面10bの間の、軸方向の距離(間隔)を意味する。また、端面10bは、請求の範囲の「他方側端面」の一例である。
同様に、図8Aおよび図8Bに示すように、第2導体80は、スロット12に配置される一対の第2脚部81と、第2コイルエンド部82とを含む。また、第2コイルエンド部82は、第2クランク部分83を有する。第1実施形態では、第2導体80は、互いに異なるスロット12に配置される一対の第2脚部81が互いに接続されることにより、U字状を有するように形成されている。また、第2導体80の一対の第2脚部81の軸方向長さL2は互いに略等しい。また、第2導体80の一対の第2脚部81の軸方向長さL2は、第1導体70の一対の第1脚部71の軸方向長さL1よりも大きい(L2>L1)。なお、軸方向長さL2とは、第2導体80のうちスロット12内において軸方向に直線状に延びている部分の長さを意味する。
〈動力導体の構成〉
図9に示すように、動力導体50では、同相の複数(たとえば、4つ)の動力線接続端部Pt同士が電気的に接続されているとともに、接続された複数の動力線接続端部Ptと1つの動力端子部材51とが電気的に接続されている。動力導体50は、一対の第1脚部71のうちの一方に接合(図12参照)されている第2脚部81と、動力端子部材51とが接合されている。そして、動力導体50は、電源部(図示せず)からコイル部30に電力を導入する機能を有する。
図9に示すように、動力導体50では、同相の複数(たとえば、4つ)の動力線接続端部Pt同士が電気的に接続されているとともに、接続された複数の動力線接続端部Ptと1つの動力端子部材51とが電気的に接続されている。動力導体50は、一対の第1脚部71のうちの一方に接合(図12参照)されている第2脚部81と、動力端子部材51とが接合されている。そして、動力導体50は、電源部(図示せず)からコイル部30に電力を導入する機能を有する。
詳細には、動力導体50は、スロット12(図1参照)の径方向外側に配置され、動力線接続端部Ptを有する外径側動力導体52と、外径側動力導体52よりも径方向内側でかつ軸方向外側に配置され、動力線接続端部Ptを有する内径側動力導体53とを含む。言い換えると、動力導体50は、二股状に形成されている。
また、外径側動力導体52と動力端子部材51とは、引出線54により電気的に接続されている。また、内径側動力導体53と動力端子部材51とは、引出線54とにより電気的に接続されている。外径側動力導体52と内径側動力導体53とは、動力端子部材51および引出線54を介して、電気的に接続されている。また、引出線54は、たとえば、撚線(導体)により形成されており、絶縁チューブ51aが外周に配置されている。
外径側動力導体52および内径側動力導体53には、それぞれ、第2脚部81が設けられている一方、第1コイルエンド部72または第2コイルエンド部82は設けられていない。また、外径側動力導体52および内径側動力導体53では、引出線54と第2脚部81とが、導体板55を介して、接合されている。たとえば、この接合は、ロウ付け、または、溶接(たとえば、抵抗溶接、アーク溶接、レーザー溶接、または、高エネルギービーム溶接のいずれか)により実施される。
〈中性点導体の構成〉
図1に示すように、中性点導体60は、外径側中性点導体61と内径側中性点導体62とを含む。図5に示すように、外径側中性点導体61および内径側中性点導体62は、それぞれ、中性点Nを含み、U相コイル部30Uの中性点接続端部NtUと、V相コイル部30Vの中性点接続端部NtVと、W相コイル部30Wの中性点接続端部NtWとが電気的に接続されたものである。
図1に示すように、中性点導体60は、外径側中性点導体61と内径側中性点導体62とを含む。図5に示すように、外径側中性点導体61および内径側中性点導体62は、それぞれ、中性点Nを含み、U相コイル部30Uの中性点接続端部NtUと、V相コイル部30Vの中性点接続端部NtVと、W相コイル部30Wの中性点接続端部NtWとが電気的に接続されたものである。
外径側中性点導体61は、図10に示すように、2つのU相W相中性点セグメント導体61aと、2つのV相中性点セグメント導体61bとを含む。U相W相中性点セグメント導体61aは、3相交流のうちのU相の第1導体70の第1脚部71に接続されるU相用の第2脚部81と、W相の第1脚部71に接続されるW相用の第2脚部81と、U相用の第2脚部81とW相用の第2脚部81とを接続する2つの中性点コイルエンド部61cとを含む。中性点コイルエンド部61cは、U相用の第2脚部81に連続して形成されているとともに、W相用の第2脚部81に連続して形成されている。
U相W相中性点セグメント導体61aは、径方向内側から見て、略U字(略コの字)形状に形成されている。V相中性点セグメント導体61bは、径方向内側から見て、略直線状に形成されている。
中性点コイルエンド部61cは、図1に示すように、第2導体80の第2コイルエンド部82の径方向外側において、周方向に沿って形成されている。そして、中性点コイルエンド部61cは、矢印Z2方向に見て、略円弧状に形成されている。2つのU相W相中性点セグメント導体61aのうちの一方は、他方の軸方向外側(矢印Z1方向側)に配置されている。
V相中性点セグメント導体61bは、図10に示すように、V相の第1導体70に接続されるV相用の第2脚部81と、中性点コイルエンド部61dとを含む。中性点コイルエンド部61dは、第2脚部81から軸方向外側(矢印Z1方向に)突出するように形成されている。そして、2つの中性点コイルエンド部61dは、それぞれ、2つの中性点コイルエンド部61cの両方に接合されることにより、電気的に接合されている。
内径側中性点導体62は、図11に示すように、2つのU相W相中性点セグメント導体62aと、2つのV相中性点セグメント導体62bとを含む。U相W相中性点セグメント導体62aは、3相交流のうちのU相の第1導体70の第1脚部71に接続されるU相用の第2脚部81と、W相の第1導体70に接続されるW相用の第2脚部81と、U相用の第2脚部81とW相用の第2脚部81とを接続する中性点コイルエンド部62cとを含む。中性点コイルエンド部62cは、U相用の第2脚部81に連続して形成されているとともに、W相用の第2脚部81に連続して形成されている。これにより、U相W相中性点セグメント導体62aは、径方向内側から見て、略U字形状に形成されている。V相中性点セグメント導体62bは、径方向内側から見て、略直線状に形成されている。
中性点コイルエンド部62cは、図12に示すように、第2導体80の第2コイルエンド部82よりも軸方向外側に突出して形成されている。そして、中性点コイルエンド部62cは、第2導体80の第2コイルエンド部82の軸方向外側に近接して配置されているとともに、軸方向に見て、周方向に沿って形成されている。そして、2つのU相W相中性点セグメント導体62aのうちの一方は、他方の径方向外側に配置されている。
V相中性点セグメント導体62bは、V相の第1導体70の第1脚部71に接続されるV相用の第2脚部81と、中性点コイルエンド部62dとを含む。中性点コイルエンド部62dは、第2脚部81から軸方向外側(矢印Z1方向)に突出するように形成されている。そして、2つの中性点コイルエンド部62dは、それぞれ、2つの中性点コイルエンド部62cの両方に接合されることにより、電気的に接合されている。
(接合部の構成)
図12および図13に示すように、第1脚部71は、1つのスロット12内において、ステータコア10の径方向に隣り合って複数設けられている。また、第2脚部81は、1つのスロット12内において、ステータコア10の径方向に隣り合って複数設けられている。第1脚部71の後述する第1面71aと、第2脚部81の後述する第2面81aとが接合されることにより、接合部90が構成されている。
図12および図13に示すように、第1脚部71は、1つのスロット12内において、ステータコア10の径方向に隣り合って複数設けられている。また、第2脚部81は、1つのスロット12内において、ステータコア10の径方向に隣り合って複数設けられている。第1脚部71の後述する第1面71aと、第2脚部81の後述する第2面81aとが接合されることにより、接合部90が構成されている。
また、1つのスロット12内において、複数の第1導体70(第1脚部71)と複数の第2導体80(第2脚部81)とが接合されている。具体的には、1つのスロット12内において、第1脚部71の後述する第1面71aが設けられている第1面配置部71b、および、第2脚部81の後述する第2面81aが設けられている第2面配置部81bは、径方向に沿って交互に複数配列されている。すなわち、複数の第1脚部71および複数の第2脚部81の後述する接合部90同士は、1つのスロット12内において、径方向に隣り合って配置されている。
具体的には、接合部90は、径方向から見て、径方向に隣り合う接合部90がオーバラップするように構成されている。詳細には、1つのスロット12内に配置される複数の(全ての)接合部90は、径方向から見て、オーバラップするように構成されている。つまり、1つのスロット12内に配置される全ての接合部90が水平方向に沿って並んだ状態で配置されている。言い換えると、1つのスロット12内において、軸方向における複数の接合部90の各々位置は、互いに略等しい。なお、接合部90は、後述するように、径方向から見て、第1脚部71の第1面71aと、第2脚部81の第2面81aとが接合された(オーバラップした)部分である。
また、図14に示すように、第1脚部71の先端部71cおよび第2脚部81の先端部81cの各々は、先細り形状を有している。具体的には、周方向(A方向)から見て、第1脚部71の先端部71cおよび第2脚部81の先端部81cの各々は、先細り形状を有している。
複数の第1導体70の各々の第1脚部71の先端部71c側には、軸方向に延びるように設けられる第1面71aが設けられている。また、複数の第2導体80の各々の第2脚部81の先端部81c側には、軸方向に延びるように設けられる第2面81aが設けられている。具体的には、第1面71aおよび第2面81aの各々は、軸方向に対して平行に延びるように設けられている。また、第1脚部71および第2脚部81は、それぞれ、第1面71aが設けられている第1面配置部71b、および、第2面81aが設けられている第2面配置部81bを含む。
また、第1脚部71は、第1面71aが設けられている第1面配置部71bに連続して設けられる第1脚部本体部71dを有する。第1脚部本体部71dは、第1面配置部71bに対して、先端部71cとは反対側(Z2方向側)に設けられている。また、第2脚部81は、第2面81aが設けられている第2面配置部81bに連続して設けられる第2脚部本体部81dを有する。第2脚部本体部81dは、第2面配置部81bに対して、先端部81cとは反対側(Z1方向側)に設けられている。具体的には、第1面配置部71bは、後述する第1段差部71gを介して第1脚部本体部71dと連続して設けられている。また、第2面配置部81bは、後述する第2段差部81gを介して第2脚部本体部81dと連続して設けられている。
第1面71aが設けられている第1面配置部71bの径方向の厚みt2は、第1脚部本体部71dの径方向における厚みt3よりも小さい。具体的には、第1面配置部71bの厚みt2は、第1脚部本体部71dの厚みt3の約1/2である。また、第2面81aが設けられている第2面配置部81bの径方向の厚みt4は、第2脚部本体部81dの径方向における厚みt5よりも小さい。具体的には、第2面配置部81bの厚みt4は、第2脚部本体部81dの厚みt5の約1/2である。なお、厚みt2と厚みt4とは略等しく、厚みt3と厚みt5とは略等しい。
また、コイル部30(図2参照)は、第1面71aと第2面81aとが1つのスロット12内において接合されている接合部90を含む。すなわち、接合部90は、軸方向において、ステータコア10の端面10a(図2参照)と端面10b(図2参照)との間に位置している。
ここで、第1実施形態では、図14に示すように、第1面71aおよび第2面81aは、接合部90において互いに径方向(R方向)に接合されている。具体的には、第1面71aのうちの先端部71c側の一部の面部分71eと、第2面81aのうちの先端部81c側の一部の面部分81eとが、径方向に接合されている。言い換えると、第1面71aと第2面81aとは、軸方向にずらされた状態で接合されている。
なお、第1面71a(面部分71e)および第2面81a(面部分81e)は、軸方向に対して平行に延びるとともに、互いに径方向に対向するように設けられる。すなわち、第1面71a(面部分71e)および第2面81a(面部分81e)の各々は、径方向に対して直交するように延びている。また、第1面71a(面部分71e)は、径方向内側(R1方向側)を向いているとともに、第2面81a(面部分81e)は、径方向外側を向いている。
また、第1実施形態では、第1面71aの軸方向における長さL4(図14参照)、および、第2面81aの軸方向における長さL5(図14参照)は、軸方向における接合部90の長さL6(図14参照)よりも大きい。第1面71aの長さL4と、第2面81aの長さL5とは、略等しい長さである。なお、接合部90の長さL6とは、面部分71eおよび面部分81eの軸方向における長さを意味する。
また、第1実施形態では、互いに軸方向に対向する第1導体70と第2導体80との間において、第1脚部71の先端部71cと第2脚部81との軸方向間には第1隙間部74が設けられている。また、互いに軸方向に対向する第1導体70と第2導体80との間において、第2脚部81の先端部81cと第1脚部71との軸方向間には第2隙間部84が設けられている。具体的には、第1隙間部74は、軸方向において、第1脚部71の先端部71cと、第2脚部81の第2脚部本体部81dとの間に設けられている。また、第2隙間部84は、軸方向において、第2脚部81の先端部81cと、第1脚部71の第1脚部本体部71dとの間に設けられている。
また、第1隙間部74は、周方向(A方向)から見て、互いに接合される第1脚部71および第2脚部81と、径方向内側(R1方向側)に隣接する第2絶縁部材21とにより取り囲まれている。また、第2隙間部84は、周方向(A方向)から見て、互いに接合される第1脚部71および第2脚部81と、径方向外側(R2方向側)に隣接する第2絶縁部材21とにより取り囲まれている。なお、第2絶縁部材21の構成の詳細については後述する。
また、第1隙間部74および第2隙間部84の各々は、互いに接合される第1脚部71と第2脚部81との組毎に設けられている。すなわち、第1隙間部74および第2隙間部84の各々は、径方向に複数(第1実施形態では8つ、図13参照)並んで設けられている。具体的には、径方向から見て、複数の第1隙間部74は、互いにオーバラップしているとともに、複数の第2隙間部84は、互いにオーバラップしている。
また、第1隙間部74の軸方向の長さL7は、第2隙間部84の軸方向の長さL8と略等しい。なお、第1隙間部74の長さL7とは、第1脚部71の先端部71cと、第2脚部81との間の軸方向における距離を意味する。また、第2隙間部84の長さL8とは、第2脚部81の先端部81cと、第1脚部71との間の軸方向における距離を意味する。
また、第1実施形態では、第1隙間部74の軸方向における長さL7、および、第2隙間部84の軸方向における長さL8の両方は、径方向における、第1脚部71の第1面71aが設けられている第1面配置部71bの厚みt2、および、第2脚部81の第2面81aが設けられている第2面配置部81bの厚みt4よりも大きい。なお、第1隙間部74の長さL7、および、第2隙間部84の長さL8の各々は、第1導体70および第2導体80の各々の製造において生じる寸法のばらつきと、第1導体70と第2導体80との組み付けの際に生じる組み付けばらつきとを十分吸収できる程度の長さに設定されている。
また、第1脚部71の第1面71aが設けられている第1面配置部71bと、第1脚部本体部71dとの間には、第2隙間部84に面するとともに丸型形状を有する角部内面71fを含む第1段差部71gが設けられている。また、第2脚部81の第2面81aが設けられている第2面配置部81bと、第2脚部本体部81dとの間には、第1隙間部74に面するとともに丸型形状を有する角部内面81fを含む第2段差部81gが設けられている。具体的には、角部内面71fおよび角部内面81fは、それぞれ、第1面配置部71bの径方向の厚みt2および第2面配置部81bの径方向の厚みt4よりも小さい曲率半径の円弧形状を有している。この場合、第1脚部71および第2脚部81には、それぞれ、角部内面71fおよび角部内面81fに連続して設けられる平坦面71hおよび平坦面81hが設けられている。平坦面71hおよび平坦面81hの各々は、軸方向に直交するように延びるように設けられている。
また、図13に示すように、第1隙間部74および第2隙間部84の各々は、スロット12内に配置されている。具体的には、第1隙間部74および第2隙間部84の各々の全体が、スロット12内に配置されている。
また、一対の第1脚部71の長さL1(図7参照)と一対の第2脚部81の長さL2(図8参照)とが互いに異なっているので、第1脚部71の第1面71aと第2脚部81の第2面81aとが接合されることにより、第1隙間部74および第2隙間部84の各々(接合部90)が、軸方向において、軸方向中心C2(図12参照)よりも端面10a側に設けられる。これにより、第1隙間部74および第2隙間部84の各々は、ステータコア10の軸方向中心C2よりも、ステータコア10の端面10aの近傍に設けられている。具体的には、第2隙間部84の軸方向の一方側(Z2方向側)の縁部が、ステータコア10の端面10aと、軸方向において略同一の位置に設けられている。また、第2隙間部84の軸方向の一方側(Z2方向側)の縁部が、端面10aからZ1方向またはZ2方向に略絶縁沿面距離の範囲内に設けられていてもよい。なお、軸方向中心C2は、請求の範囲の「中心」の一例である。
また、ステータ100は、接合部90において第1面71aと第2面81aとを接着させるとともに、第1脚部71と第2脚部81とを導通させる導電性接着剤91を備える。導電性接着剤91は、たとえば、溶剤に、銀をナノメートルレベルまで微細化した金属粒子を導電性粒子として含んだペースト状の接合材(銀ナノペースト)である。また、導電性接着剤91は、熱によって溶融するように構成されている。
また、導電性接着剤91には、加熱された際に揮発する部材(樹脂部材)が含有されており、揮発する部材が加熱されることにより、導電性接着剤91の体積が減少して、第1面71aと第2面81aとを近接させる機能を有する。また、第1面71aと第2面81aとを接合するために、第1面71aおよび第2面81aのうちの少なくとも一方の接合部90に対応する部分(面部分71eおよび面部分81eのうちの少なくとも一方)に、予め導電性接着剤91が塗布された状態で、第1導体70と第2導体80との組み付けが行われる。なお、図14では、説明のために導電性接着剤91の厚みを強調して図示しているが、この図示の例に限られない。
ここで、第1実施形態では、導電性接着剤91は、面部分71eおよび面部分81eのうちの少なくとも一方に加えて、径方向から見て、第1面71aのうち、第2隙間部84と面する面部分71i、および、第2面81aのうち、第1隙間部74と面する面部分81iに塗布されている。具体的には、導電性接着剤91は、面部分71iおよび面部分81iの各々の全体に塗布されている。すなわち、第1面71aおよび第2面81aの各々は、径方向から見て、導電性接着剤91により全体が覆われている。なお、導電性接着剤91は、角部内面71fおよび角部内面81fの各々には塗布されていない。なお、面部分71iおよび面部分81iは、それぞれ、請求の範囲の「第2隙間部と面する部分」および「第1隙間部と面する部分」の一例である。
(第1絶縁部材の構造)
第1絶縁部材20は、図4に示すように、壁部11aおよびティース13と、第1脚部71および第2脚部81(セグメント導体40)との間に配置されている。図15に示すように、第1絶縁部材20は、3層構造を有している。具体的には、図12に示すように、第1絶縁部材20は、スロット12内において、バックヨーク11の壁部11aおよびティース13の周方向側面13a(図4参照)と、第1脚部71および第2脚部81との間に設けられ、壁部11aおよび周方向側面13aと、第1脚部71および第2脚部81とを絶縁する絶縁層20aと、絶縁層20aのうちの接合部90に対応する軸方向の位置P1とは異なる位置(領域)(P2)の部分20bに重ねて設けられ、ステータコア10と第2脚部81とを固定する固定層20cとを含む。固定層20cは、好ましくは、接着剤を含む接着層として構成されている。また、位置P2は、たとえば、軸方向において、軸方向の位置P1を除く部分のスロット12内の全域と、ステータコア10の端面10bの近傍部分(スロット12よりも軸方向外側の部分を含む)とを含む。
第1絶縁部材20は、図4に示すように、壁部11aおよびティース13と、第1脚部71および第2脚部81(セグメント導体40)との間に配置されている。図15に示すように、第1絶縁部材20は、3層構造を有している。具体的には、図12に示すように、第1絶縁部材20は、スロット12内において、バックヨーク11の壁部11aおよびティース13の周方向側面13a(図4参照)と、第1脚部71および第2脚部81との間に設けられ、壁部11aおよび周方向側面13aと、第1脚部71および第2脚部81とを絶縁する絶縁層20aと、絶縁層20aのうちの接合部90に対応する軸方向の位置P1とは異なる位置(領域)(P2)の部分20bに重ねて設けられ、ステータコア10と第2脚部81とを固定する固定層20cとを含む。固定層20cは、好ましくは、接着剤を含む接着層として構成されている。また、位置P2は、たとえば、軸方向において、軸方向の位置P1を除く部分のスロット12内の全域と、ステータコア10の端面10bの近傍部分(スロット12よりも軸方向外側の部分を含む)とを含む。
そして、第1絶縁部材20は、矢印Z2方向に見て、径方向に並列して配置された複数の第2脚部81の周囲を一体的に覆うように配置されている。言い換えると、径方向に並列して配置された複数の第2脚部81の周方向両側および径方向両側が第1絶縁部材20により覆われる。これにより、第1絶縁部材20によって、接合部90とステータコア10との絶縁を確保することが可能となる。
絶縁層20aは、たとえば、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS:Poly Phenylene Sulfide Resin)により構成されている。また、絶縁層20aは、アラミド紙等の不織布状に形成されていてもよい。また、図12に示すように、絶縁層20aは、ステータコア10の軸方向の一方側の端面10aから他方側の端面10bに亘って設けられている。すなわち、絶縁層20aは、各スロット内において、壁部11aおよび周方向側面13aを覆うように配置されている。なお、「覆う」とは、壁部11aおよび周方向側面13aの全ての部分を被覆することのみを意味するものではなく、図4に示すように、周方向側面13aの径方向内側部分(先端隙部分)が露出している場合も含む、広い概念を意味するものとする。
固定層20cは、図15に示すように、熱によって発泡する発泡剤20d(膨張剤)を含む。具体的には、固定層20cは、たとえば、発泡剤20dとしての複数のカプセル体が、熱硬化性樹脂20eに配合されて形成されている。発泡剤20dは、発泡温度T1以上に加熱されることにより、カプセル体の体積が膨張するように構成されている。固定層20cは、たとえば、ステータ100の製造工程において、加熱されることにより、厚みt6が(図16参照)から厚みt7(図17参照)に増大する。これにより、固定層20cは、加熱された際に、発泡剤20dが発泡(膨張)することにより、第2脚部81と壁部11aおよび周方向側面13aとの間を満たす。
また、熱硬化性樹脂20eは、発泡温度T1よりも高い温度である硬化温度T2以上に加熱されることにより、硬化するように構成されている。固定層20cを構成する熱硬化性樹脂20eは、たとえば、エポキシ樹脂である。そして、固定層20cは、加熱された際に、熱硬化性樹脂20eが硬化することにより、第2脚部81と壁部11aおよび周方向側面13aとを接着して固定するように構成されている。
図12に示すように、発泡された状態の発泡剤20dを含む固定層20cにより、接合部90に対応する軸方向の位置P1とは異なる位置P2において、第2脚部81の少なくとも一部と、スロット12を構成する壁部11aおよび周方向側面13aとの間が満たされている。詳細には、固定層20cは、絶縁層20aのうちの接合部90に対応する軸方向の位置P1よりも軸方向の他方側(Z1方向側)の部分20bに重ねて設けられている。言い換えると、固定層20cは、絶縁層20aのうちの軸方向の一方側(Z2方向側)の端面10aの近傍よりも軸方向の他方側の部分20bに重ねて設けられている。また、固定層20cは、スロット12内において、絶縁層20aのうちの第2脚部81とステータコア10との間に配置される部分20bに重ねて設けられている。たとえば、図15に示すように、固定層20cは、絶縁層20aのうちの接合部90に対応する軸方向の位置とは異なる位置の部分20bにおいて、絶縁層20aを挟み込むように重ねて設けられている。
また、第1実施形態では、図13に示すように、スロット12とコイル部30との間に設けられる第1絶縁部材20と、第1絶縁部材20とは別個に設けられる第2絶縁部材21とが設けられている。そして、図18に示すように、1つのスロット12において径方向に隣接するコイル間における第1導体70の第1脚部71の第1面71aと、第2導体80の第2脚部81の第2面81aとが接合された接合部90のうち、径方向に隣接する接合部90同士は、第1絶縁部材20とは別個に設けられるシート状の第2絶縁部材21により絶縁されている。なお、「コイル」とは、コイル部30における、第1導体70と第2導体80とが接合された後のスロット12内に配置される直線状の部分を意味する。したがって、一つのスロット12には、複数のコイルが配置される。また、第2絶縁部材21は、請求の範囲の「接合部絶縁部材」の一例である。
ここで、第1実施形態では、図18に示すように、第2絶縁部材21は、たとえば、ノーメックスなどの1枚のシート状の絶縁部材が折りたたまれて形成されている。そして、第2絶縁部材21は、径方向に隣り合う接合部90の対向面90aを覆う対向面絶縁部分21aと、対向面絶縁部分21aの周方向の両端部から連続し、かつ、径方向に隣り合う接合部90の周方向面90bのうちのいずれか一方を少なくとも絶縁距離分覆う周方向面絶縁部分21bとを含む。なお、接合部90の対向面90aとは、径方向に隣り合う接合部90の互いに対向する径方向外側の面および径方向内側の面を意味する。また、絶縁距離とは、周方向面絶縁部分21bの径方向に沿った長さであるとともに、径方向に隣り合う接合部90同士を絶縁するために十分な距離(沿面距離)を意味する。
なお、図19に示すように、第2絶縁部材21は、最外径側に配置される接合部90の径方向外側を覆う部分21cと、最内径側に配置される接合部90の径方向内側を覆う部分21dとを含む。
また、第2絶縁部材21では、径方向に隣り合う対向面絶縁部分21aは、周方向の一方または他方において周方向面絶縁部分21bにより連結されている。具体的には、径方向に隣り合うように配置される一対の対向面絶縁部分21aのうちの径方向外側の対向面絶縁部分21aと、周方向の一方側に設けられる周方向面絶縁部分21bと、一対の対向面絶縁部分21aのうちの径方向内側の対向面絶縁部分21aと、周方向の他方側に設けられる周方向面絶縁部分21bとが連続するように形成されている。つまり、接合部90のA1方向側の周方向面90bと、接合部90のA2方向側の周方向面90bとが交互に、周方向面絶縁部分21bにより覆われる。言い換えると、第2絶縁部材21は、径方向に沿って隣り合うように配置される複数の接合部90の周方向面90bを連続して覆わないように構成されている。
このように、第2絶縁部材21は、軸方向から見て、蛇行形状(蛇腹形状)を有する。また、1つの第2絶縁部材21によって、1つのスロット12内に配置される径方向に隣接する接合部90同士が絶縁されるので、スロット12内の全ての接合部90同士が絶縁される。これにより、1つのスロット12内に配置される複数の接合部90を個別に絶縁部材により覆う場合と比べて、第2絶縁部材21を配置するための工程数を低減することが可能になる。
また、図19に示すように、第2絶縁部材21は、径方向に沿って伸縮可能に構成されている。第2絶縁部材21は、柔軟性を有するシート状の絶縁部材により構成されているとともに、径方向に沿って隣り合うように配置される複数の接合部90の周方向面90bを連続して覆わないように構成されているためである。これにより、第1脚部71と第2脚部81とを接合する際に、第1脚部71および第2脚部81が径方向または軸方向に沿って押圧されても、第1脚部71および第2脚部81の移動とともに第2絶縁部材21は変形可能である。
ここで、第1実施形態では、図13に示すように、第2絶縁部材21は、径方向から見て、第1隙間部74および第2隙間部84の両方を覆うように軸方向に延びるように設けられている。具体的には、第2絶縁部材21は、軸方向における一方側(Z2方向側)の縁部が、ステータコア10の軸方向の端面10aから外側(Z2方向側)に突出するように配置されている。また、第2絶縁部材21は、軸方向における他方側(Z1方向側)の縁部が、スロット12内において、第1隙間部74の軸方向における他方側(Z1方向側)の縁部よりも、軸方向における他方側(Z1方向側)に設けられている。
また、図13に示すように、第1絶縁部材20も、第2絶縁部材21と共に、ステータコア10の軸方向の端面10aから外側(Z2方向側)に突出するように配置されている。そして、第2絶縁部材21のステータコア10の端面10aから外側に突出した部分の高さ位置h1と、第1絶縁部材20のステータコア10の端面10aから外側に突出した部分の高さ位置h2とは、略等しい。また、第1絶縁部材20および第2絶縁部材21の、ステータコア10の端面10aからの突出量は、第1絶縁部材20および第2絶縁部材21が、第1セグメント導体70の第1コイルエンド部72に接触して折れ曲がらない程度に調整されている。
また、図20に示すように、軸方向において、第2絶縁部材21の長さL12は、第1絶縁部材20の長さL11よりも小さい。具体的には、第1絶縁部材20の長さL11は、軸方向におけるステータコア10の長さL3よりも大きい。また、第2絶縁部材21の長さL12は、ステータコア10の長さL3よりも小さい。また、第2絶縁部材21は、接合部90を覆うとともに、接合部90からZ1方向側とZ2方向側とに延びるように設けられている。第2絶縁部材21の長さL12は、コイル部30に印加される電圧の大きさなどに基づいて(必要な沿面距離に基づいて)調整される。なお、図20では、第1導体70および第2導体80の図示は、簡略化のため省略している。
また、第2絶縁部材21の長さL12が第1絶縁部材20の長さL11よりも小さいので、図21に示すように、第1絶縁部材20は、径方向から見て、第2絶縁部材21にオーバラップする部分20fと、オーバラップしない部分20bとを含む。具体的には、スロット12内における軸方向の端部(端面10a)近傍において、第1絶縁部材20は、第2絶縁部材21にオーバラップしている。そして、第1絶縁部材20の第2絶縁部材21にオーバラップする部分20fの厚みt11は、第1絶縁部材20の第2絶縁部材21にオーバラップしない部分20bの厚みt12よりも小さい。
また、第2絶縁部材21の厚みt13は、厚みt11よりも小さい。また、厚みt12は、厚みt11に固定層20cの厚みt7の2枚分(t7×2)を加えたものである。
また、第2絶縁部材21は、第1絶縁部材20の固定層20cよりも軸方向の一方側(Z2方向側)で、かつ、接合部90同士の径方向の間に配置され、接合部90同士を絶縁するように構成されている。具体的には、固定層20cは、絶縁層20aのうちの第2絶縁部材21と径方向に見てオーバラップしない部分20bに重ねて設けられている。また、絶縁層20aは、第2絶縁部材21と、径方向に見てオーバラップする部分20fに配置されている。
(導体の挿入工程)
次に、図22を参照して、各セグメント導体をスロット12に挿入する工程について説明する。
次に、図22を参照して、各セグメント導体をスロット12に挿入する工程について説明する。
図22に示すように、ステップS1において、複数の第2導体80が、スロット12内にZ1方向側から挿入される。この際、各第2導体80は、各第2コイルエンド部82が円盤状の板状部材により上方側(Z1方向側)から同時に押圧されることにより、スロット12へ挿入される。これにより、複数の第2導体80の各第2コイルエンド部82は、ステータコア10からの突出量が均一化される。
次に、ステップS2において、第2絶縁部材21がスロット12に挿入される。具体的には、第2絶縁部材21は、スロット12に挿入されている複数の第2導体80の先端部側に配置される。
そして、ステップS3において、複数の第1導体70が、スロット12内にZ2方向側から挿入される。この際、複数の第1導体70は、第1コイルエンド部72が円盤状の板状部材により下方側(Z2方向側)から同時に押圧されることにより、スロット12へ挿入される。これにより、複数の第1コイルエンド部72のステータコア10からの突出量が均一化される。
[第2実施形態]
次に、図1、図3、および、図23~図31を参照して、第2実施形態によるステータ200およびステータ200の製造方法について説明する。第2実施形態のステータ200は、上記第1実施形態とは異なり、ばね部材210の付勢力により第1面171aと第2面181aとを接合させている。なお、上記第1実施形態と同様の構成は、第1実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。
次に、図1、図3、および、図23~図31を参照して、第2実施形態によるステータ200およびステータ200の製造方法について説明する。第2実施形態のステータ200は、上記第1実施形態とは異なり、ばね部材210の付勢力により第1面171aと第2面181aとを接合させている。なお、上記第1実施形態と同様の構成は、第1実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。
[ステータの構造]
図1、図3、および、図23~図30を参照して、第2実施形態によるステータ200の構造について説明する。なお、ステータ200は、請求の範囲の「電機子」の一例である。
図1、図3、および、図23~図30を参照して、第2実施形態によるステータ200の構造について説明する。なお、ステータ200は、請求の範囲の「電機子」の一例である。
図1に示すように、ステータ200は、ロータ101と共に、回転電機202の一部を構成する。また、図23に示すように、ステータ200は、シート状の絶縁部材121と、コイル部130(図1参照)とを備える。また、コイル部130は、第1コイルアッセンブリ130a(反リード側コイル)(図27参照)と第2コイルアッセンブリ130b(リード側コイル)(図27参照)とを含む。また、コイル部130は、複数のセグメント導体140(図24参照)からなる。なお、絶縁部材121は、請求の範囲の「接合部絶縁部材」の一例である。
(セグメント導体の構造)
図24に示すように、セグメント導体140のうち、後述する第1脚部171(第2脚部181)は、絶縁被膜により被覆されずに導体表面140bが露出(図24参照)している。なお、図24では、後述する第1導体170についてのみ図示しているが、第2導体180についても同様であるので図示は省略する。
図24に示すように、セグメント導体140のうち、後述する第1脚部171(第2脚部181)は、絶縁被膜により被覆されずに導体表面140bが露出(図24参照)している。なお、図24では、後述する第1導体170についてのみ図示しているが、第2導体180についても同様であるので図示は省略する。
〈第1導体および第2導体の構造〉
図25Aと図25B、および、図26Aと図26Bに示すように、複数のセグメント導体140は、ステータコア10の軸方向の一方側(Z2方向側)に配置される複数の第1導体170と、ステータコア10の軸方向の他方側(Z1方向側)に配置される複数の第2導体180とを含む。また、第1導体170は、軸方向の長さL31を有する第1脚部171と、第1コイルエンド部172と、第1クランク部173とを含む。また、第2導体180は、軸方向に長さL32を有する第2脚部181と、第2コイルエンド部182と、第2クランク部183とを含む。なお、第1脚部171の長さL31と、第2脚部181の長さL32とは、略等しい。
図25Aと図25B、および、図26Aと図26Bに示すように、複数のセグメント導体140は、ステータコア10の軸方向の一方側(Z2方向側)に配置される複数の第1導体170と、ステータコア10の軸方向の他方側(Z1方向側)に配置される複数の第2導体180とを含む。また、第1導体170は、軸方向の長さL31を有する第1脚部171と、第1コイルエンド部172と、第1クランク部173とを含む。また、第2導体180は、軸方向に長さL32を有する第2脚部181と、第2コイルエンド部182と、第2クランク部183とを含む。なお、第1脚部171の長さL31と、第2脚部181の長さL32とは、略等しい。
また、図27に示すように、ステータ200は、複数のスロット12の各々において、コイル部130とスロット12の開口部12a(凸部13b)との間に挟まれるように設けられるばね部材210を備える。すなわち、ばね部材210は、スロット12内の径方向内側に設けられる先端隙12bに設けられている。
ばね部材210は、第1導体170の第1脚部171の第1面171aと、第2導体180の第2脚部181の第2面181aとが接触するように、コイル部130を径方向内側から押圧するように構成されている。第1脚部171の第1面171aと、第2脚部181の第2面181aとが接触することにより接触部190が形成されている。なお、接触部190は、請求の範囲の「接合部」の一例である。
第1面171aおよび第2面181aは、第1面171aと第2面181aとの間に結合材を介さずに、ばね部材210により押圧されることにより互いに接触されている。すなわち、第1面171aと第2面181aとは接合されておらず、第1面171aと第2面181aとの接触状態は、ばね部材210による押圧力によって維持されている。
また、複数の接触部190の各々は、スロット12内において、ステータコア10の軸方向における中央部に配置されている。また、ばね部材210も、ステータコア10の軸方向における中央部に配置されている。具体的には、ばね部材210は、径方向から見て、複数の接触部190の各々とオーバラップするように設けられている。
また、第1面171aおよび第2面181aの各々は、メッキ処理されている。すなわち、メッキ処理された面同士(第1面171aおよび第2面181a)が接触されている。
また、メッキ処理においては、たとえば、Ni、Ag、Au、および、Sn等の金属が用いられる。なお、上記の金属のうちの複数の金属(たとえば、NiとAg)を用いてメッキ処理を行ってもよい。
図28に示すように、第1脚部171は、第1面配置部171bと、先端部171cと、第1脚部本体部171dと、第1段差部171eと、を含む。第1段差部171eと、第2脚部181の先端部181cとの間には、隙間部171fが設けられている。なお、隙間部171fは、請求の範囲の「第1隙間部」の一例である。
また、第2脚部181は、第2面配置部181bと、先端部181cと、第2脚部本体部181dと、第2段差部181eと、を含む。第2段差部181eと、第1脚部171の先端部171cとの間には、隙間部181fが設けられている。なお、隙間部181fは、請求の範囲の「第2隙間部」の一例である。
また、第1面配置部171bおよび第2面配置部181bは、ステータコア10の軸方向の中央部P3(図27参照)に設けられている。なお、図28では、第1段差部171eおよび第2段差部181eの各々が、丸型形状を有する角部内面を有していないように図示されているが、上記第1実施形態と同様に、第1段差部171eおよび第2段差部181eの各々が、丸型形状を有する角部内面を有していてもよい。
また、図29に示すように、シート状の絶縁部材121は、1つのスロット12において径方向に隣接するコイル間における、導体表面140b(図24参照)が露出した第1脚部171と導体表面140bが露出した第2脚部181とが結合材を介さずに接触された接触部190同士を絶縁するように設けられている。具体的には、絶縁部材121は、スロット12内において径方向に複数(第2実施形態では8つ)配列されているコイル(互いに接触する第1脚部171と第2脚部181との組)同士の間のそれぞれに設けられている。
詳細には、絶縁部材121は、たとえば、ノーメックスなどの1枚のシート状の絶縁部材が折りたたまれて形成されている。そして、絶縁部材121は、径方向に隣り合う接触部190の対向面190aを覆う対向面絶縁部分121aと、対向面絶縁部分121aの周方向の両端部から連続し、かつ、径方向に隣り合う接触部190の周方向面190bのうちのいずれか一方を少なくとも絶縁距離分覆う周方向面絶縁部分121bとを含む。なお、接触部190の対向面190aとは、径方向に隣り合う接触部190の互いに対向する径方向外側の面および径方向内側の面を意味する。また、絶縁距離とは、周方向面絶縁部分121bの径方向に沿った長さであるとともに、径方向に隣り合う接触部190同士を絶縁するために十分な距離(沿面距離)を意味する。また、周方向面190bとは、接触部190のうち、周方向と交差する面を意味する。言い換えると、周方向面190bとは、径方向および軸方向に延びる面を意味する。
また、絶縁部材121は、径方向に隣り合うように配置される一対の対向面絶縁部分121aのうちの径方向外側の対向面絶縁部分121aと、周方向の一方側に設けられる周方向面絶縁部分121bと、一対の対向面絶縁部分121aのうちの径方向内側の対向面絶縁部分121aと、周方向の他方側に設けられる周方向面絶縁部分121bとが連続するように形成されている接触部絶縁部分121cを含む。
また、ステータ200は、スロット12とコイル部130との間に設けられ、接触部絶縁部分121cと一体的に形成されているコア脚部絶縁部分122を備える。すなわち、コア脚部絶縁部分122は、接触部絶縁部分121cと同様にシート状であるとともに、接触部絶縁部分121cと同じ材質により形成されている。また、接触部絶縁部分121cとコア脚部絶縁部分122とは等しい大きさの厚み(図示せず)を有している。また、接触部絶縁部分121cとコア脚部絶縁部分122とは、軸方向において等しい長さを有する。
具体的には、コア脚部絶縁部分122は、最外径の対向面絶縁部分121aと連続するとともに、スロット12の周方向の一方側(図29では左側)において、スロット12(周方向側面13a)とコイル部130(周方向面190b)との間に設けられる一方側絶縁部分122aを有する。また、コア脚部絶縁部分122は、最内径の対向面絶縁部分121aと連続するとともに、スロット12の周方向の他方側(図29では右側)において、スロット12(周方向側面13a)とコイル部130(周方向面190b)との間に設けられる他方側絶縁部分122bを有する。
詳細には、一方側絶縁部分122a(他方側絶縁部分122b)は、スロット12の周方向側面13aとコイル部130の周方向面190bとにより挟まれる部分と、スロット12の周方向側面13aとコイル部130の周方向面190bを覆う周方向面絶縁部分121bとにより挟まれる部分とが、径方向に沿って交互に存在する。
また、一方側絶縁部分122aは、スロット12内のコイル部130の径方向外側の端部230aから径方向内側の端部230bまで(端部230bに亘るように)延びている。また、他方側絶縁部分122bは、スロット12内のコイル部130の径方向内側の端部230bから径方向外側の端部230aまで(端部230aに亘るように)延びている。すなわち、スロット12内のコイル部130は、最外径の対向面絶縁部分121aと、最内径の対向面絶縁部分121aと、一方側絶縁部分122aと、他方側絶縁部分122bとにより取り囲まれるように設けられている。
また、コア脚部絶縁部分122は、一方側絶縁部分122aと連続するとともに、最内径の対向面絶縁部分121aを径方向内側から覆うように設けられる径方向内側絶縁部分122cを含む。また、コア脚部絶縁部分122は、他方側絶縁部分122bと連続するとともに、最外径の対向面絶縁部分121aを径方向外側から覆うように設けられる径方向外側絶縁部分122dを有する。
具体的には、径方向内側絶縁部分122cは、最内径の対向面絶縁部分121aとばね部材210とにより挟まれるように設けられている。すなわち、コイル部130とばね部材210とは、最内径の対向面絶縁部分121aと径方向内側絶縁部分122cとにより絶縁されている。また、径方向外側絶縁部分122dは、最外径の対向面絶縁部分121aとスロット12の壁部11aとにより挟まれるように設けられている。すなわち、コイル部130とスロット12の壁部11a(ステータコア10)とは、最外径の対向面絶縁部分121aと径方向外側絶縁部分122dとにより絶縁されている。
また、径方向内側絶縁部分122cは、周方向において長さL41を有する。また、径方向外側絶縁部分122dは、周方向において長さL42を有する。径方向内側絶縁部分122cの長さL41、および、径方向外側絶縁部分122dの長さL42の各々は、たとえばスロット12の幅W2(図3参照)の1/2よりも大きい。
また、図27に示すように、接触部絶縁部分121cおよびコア脚部絶縁部分122の各々は、軸方向における両側の縁部が、ステータコア10の軸方向の端面(10a、10b)から外側に突出するように配置されている。これにより、接触部絶縁部分121cおよびコア脚部絶縁部分122の各々は、軸方向において、スロット12の全体に渡って設けられている。
また、図30に示すように、コア脚部絶縁部分122は、絶縁層123aと、熱によって発泡する発泡剤123cを含み、発泡剤123cが発泡することによって膨張することにより第1脚部171および第2脚部181の各々をステータコア10に対して少なくとも軸方向に固定する固定層123bと、を含む。コア脚部絶縁部分122の固定層123bは、第1脚部171および第2脚部181の各々とステータコア10とを接着して固定するように構成されている。固定層123bは、絶縁層123aの両面に設けられている。固定層123bは、加熱された際に、熱硬化性樹脂123dが硬化する。これにより、第1脚部171および第2脚部181の各々を固定するのにワニス等を用いる必要がない。また、図30では、コア脚部絶縁部分122を強調して図示するために、実際よりも大きい厚みを有しているように図示している。また、図30では、ステータコア10等の図示は、簡略化のため省略している。なお、絶縁層123aおよび固定層123bは、それぞれ、上記第1実施形態の絶縁層20aおよび固定層20cと同一の構成(素材)であるので、詳細な説明は省略する。また、図示は省略するが、接触部絶縁部分121cもコア脚部絶縁部分122と同様の構成(組成)を有している。
(ステータの製造工程)
次に、図31を参照して、ステータ200の製造方法(工程)について説明する。
次に、図31を参照して、ステータ200の製造方法(工程)について説明する。
図31に示すように、まず、ステップS11において、絶縁部材121(接触部絶縁部分121c)とコア脚部絶縁部分122とが一体的にスロット12内に挿入(配置)される。
次に、ステップS12において、軸方向の他方側(Z1方向側)から、第2導体180の第2脚部181(図26Aおよび図26B参照)がスロット12内に挿入される。
次に、ステップS13において、軸方向の一方側(Z2方向側)から、第1導体170の第1脚部171(図25Aおよび図25B参照)がスロット12内に挿入される。この際、第1脚部171の第1面171aと第2脚部181の第2面181aとが対向するように第1脚部171が配置される。
次に、ステップS14において、ばね部材210(図27参照)が、スロット12の開口部12aを介して、径方向内側からスロット12内に挿入される。
そして、ステップS15において、ステータコア10が加熱されるとともに固定層123bが加熱されることにより、発泡剤123cが発泡するとともに固定層123bが膨張される。これにより、コイル部130が、スロット12に対して少なくとも軸方向に固定される。
なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
[第1および第2実施形態の効果]
第1および第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第1および第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第1および第2実施形態では、上記のように、接合部(90、190)において互いに接合されている第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)との間において、第1脚部(71、171)の先端部(71c、171c)と第2脚部本体部(81d、181d)との軸方向間には第1隙間部(74、171f)が設けられている。また、第2脚部(81、181)の先端部(81c、181c)と第1脚部本体部(71d、171d)との軸方向間には第2隙間部(84、181f)が設けられている。なお、接合とは、結合材(接合材)を介して接合されている状態のみならず、結合材(接合材)を介さずに接触されているだけの状態を含む広い意味である。
これにより、第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)の製造時に生じる寸法のばらつきが生じた場合でも、上記のばらつきを第1隙間部(74、171f)および第2隙間部(84、181f)により吸収することができる。その結果、第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)のうち寸法が比較的大きく製造された導体(70、80、170、180)の先端部(71c、81c、171c、181c)が、接合相手である導体(70、80、170、180)に当接することにより、他の第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)の軸方向の移動が止められることを防止することができる。その結果、第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)の各々のコイルエンド部(72、82、172、182)の高さが揃えられた状態でも、第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)のうち寸法が比較的小さく製造された導体(70、80、170、180)を、接合相手である導体(70、80、170、180)に対して、容易に接合部(90、190)において当接させることができる。これにより、第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)の寸法にばらつきが生じる場合でも、第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)の各々のコイルエンド部(72、82、172、182)の突出量を均一化しながら、第1脚部(71、171)および第2脚部(81、181)の接合面積を確保することができる。
また、第1隙間部(74、171f)および第2隙間部(84、181f)が設けられていることによって、第1セグメント導体(70、170)と第2セグメント導体(80、180)とが軸方向に接触するのを防止することができる。その結果、第1セグメント導体(70、170)と第2セグメント導体(80、180)とのうちに設計寸法よりも大きい寸法に製造された導体(70、80、170、180)がある場合でも、第1セグメント導体(70、170)(第1脚部(71、171))および第2セグメント導体(80、180)(第2脚部(81、181))が、所定の位置よりも軸方向の外側に配置されるのを防止することができる。
また、第1セグメント導体(70、170)と第2セグメント導体(80、180)とを組み付ける際の組み付けばらつきが生じた場合でも、第1隙間部(74、171f)および第2隙間部(84、181f)により上記ばらつきを吸収することができる。
また、第1および第2実施形態では、上記のように、第1面(71a、171a)および第2面(81a、181a)の各々は、接合部(90、190)において互いの一部に対して接合されている。また、第1面(71a、171a)および第2面(81a、181a)の各々の軸方向における長さ(L4、L5)は、軸方向における接合部(90、190)の長さ(L6)よりも大きい。このように構成すれば、第1隙間部(74、171f)および第2隙間部(84、181f)の各々を容易に形成することができる。
また、第1および第2実施形態では、上記のように、第1面(71a、171a)および第2面(81a、181a)の各々は、軸方向に対して平行に延びるとともに、互いに径方向に対向するように設けられている。また、第1面(71a、171a)および第2面(81a、181a)は、互いに径方向に接合されている。このように構成すれば、第1面(71a、171a)および第2面(81a、181a)の各々が軸方向に対して平行に延びるので、互いを軸方向に干渉させることなく容易に組み付けることができる。また、第1脚部(71、171)および第2脚部(81、181)が配置されるスロット(12)は、径方向に開口しているので、第1面(71a、171a)および第2面(81a、181a)が互いに径方向に接合されることによって、スロット(12)の径方向に開口している部分を介して、押圧部材(ばね部材210)により接合部(90、190)を容易に押圧することができる。
また、第1および第2実施形態では、上記のように、第1隙間部(74、171f)の軸方向における長さ(L7)、および、第2隙間部(84、181f)の軸方向における長さ(L8)の両方は、第1面(71a、171a)および第2面(81a、181a)が接合する方向(径方向)における、第1脚部(71、171)の第1面(71a、171a)が設けられている第1面配置部(71b、171b)の厚み(t2)、および、第2脚部(81、181)の第2面(81a、181a)が設けられている第2面配置部(81b、181d)の厚み(t4)よりも大きい。このように構成すれば、第1隙間部(74、171f)の軸方向における長さ(L7)、および、第2隙間部(84、181f)の軸方向における長さ(L8)の両方を大きくすることができるので、上記寸法のばらつきおよび組み付けばらつきをより確実に吸収することができる。
また、第1および第2実施形態では、上記のように、第1隙間部(74、171f)および第2隙間部(84、181f)の各々は、スロット(12)内に配置されている。このように構成すれば、第1隙間部(74、171f)および第2隙間部(84、181f)の各々がスロット(12)外に配置されている場合に比べて、軸方向におけるコイル部(30、130)の長さが大きくなるのを抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、第1隙間部(74)および第2隙間部(84)の各々は、電機子コア(10)の軸方向の中心(C2)よりも、電機子コア(10)の軸方向における一方側端面(10a)の近傍に設けられている。このように構成すれば、一方側端面(10a)の近傍において第1面(71a)と第2面(81a)とを接合させることができる。ここで、一方側端面(10a)の近傍は、潤滑用のオイルが通過する部分であるので、接合部(90)における発熱を上記のオイルにより冷却することができる。また、第1脚部(71)の第1面(71a)が設けられている第1面配置部(71b)および第2脚部(81)の第2面(81a)が設けられている第2面配置部(81b)は、第1面(71a)および第2面(81a)が接合する方向(径方向)における厚み(t2、t4)が比較的小さいので、電流密度が比較的高くなるとともに発熱量が比較的大きくなる。したがって、このような構成において、一方側端面(10a)の近傍において第1面(71a)と第2面(81a)とを接合させることは、発熱量が大きくなる部分を効率的に冷却する点において特に有効である。なお、一方側端面(10a)の近傍とは、一方側端面(10a)の位置そのものと、一方側端面(10a)の付近との両方を含む意味である。
また、第1実施形態では、上記のように、第1セグメント導体(70)および第2セグメント導体(80)の各々は、それぞれ、一対の第1脚部(71)および一対の第2脚部(81)を含むU字形状を有している。また、一対の第1脚部(71)と一対の第2脚部(81)とは、互いに軸方向における長さが異なっている。そして、第1隙間部(74)および第2隙間部(84)の各々は、一対の第1脚部(71)の第1面(71a)と一対の第2脚部(81)の第2面(81a)とが接合されることにより、一方側端面(10a)の近傍に設けられている。このように構成すれば、一対の第1脚部(71)と一対の第2脚部(81)との軸方向における長さを互いに異ならせるだけで、第1隙間部(74)および第2隙間部(84)の各々を、端面10aの近傍に容易に設けることができる。
また、第1実施形態では、上記のように、導電性接着剤(91)は、第1面(71a)および第2面(81a)のうちの少なくとも一方の、接合部(90)に対応する部分(71e、81e)に加えて、第1面(71a)および第2面(81a)が接合する方向(径方向)から見て、第1面(71a)のうち、第2隙間部(84)と面する部分(71i)、および、第2面(81a)のうち、第1隙間部(74)と面する部分(81i)に塗布されている。このように構成すれば、第1脚部(71)および第2脚部(81)が所定の位置よりも軸方向にずれた場合でも、第1面(71a)および第2面(81a)が接合する方向(径方向)から見て、第1面(71a)のうち、第1隙間部(74)と面する部分(71i)、および、第2面(81a)のうち、第2隙間部(84)と面する部分(81i)に塗布されている導電性接着剤(91)により、第1面(71a)と第2面(81a)とを接合させることができる。これにより、第1脚部(71)および第2脚部(81)が所定の位置よりも軸方向にずれた場合でも、第1面(71a)と第2面(81a)との接合面積を確保することができる。
また、第1および第2実施形態では、上記のように、1つのスロット(12)内において、第1脚部(71、171)の第1面(71a、171a)が設けられている第1面配置部(71b、171b)、および、第2脚部(81、181)の第2面(81a、181a)が設けられている第2面配置部(81b、181d)は、径方向に沿って交互に複数配列されている。また、第1隙間部(74、171f)および第2隙間部(84、181f)の各々は、互いに接合される第1脚部(71、171)と第2脚部(81、181)との組毎に設けられている。このように構成すれば、1つのスロット(12)内の、互いに接合される第1脚部(71、171)および第2脚部(81、181)の全ての組において、第1隙間部(74、171f)および第2隙間部(84、181f)により、上記寸法のばらつきおよび上記組み付けばらつきを吸収することができる。
また、第1および第2実施形態では、上記のように、接合部絶縁部材(21、121)は、径方向から見て、第1隙間部(74、171f)および第2隙間部(84、181f)の両方を覆うように軸方向に延びるように設けられている。このように構成すれば、隣接する接合部(90、190)同士が、第1隙間部(74、171f)および第2隙間部(84、181f)を介して導通するのを抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、第1面配置部(71b)は、第2隙間部(84)に面するとともに丸型形状を有する角部内面(71f)を含む第1段差部(71g)を介して第1脚部本体部(71d)と連続して設けられている。また、第2面配置部(81b)は、第1隙間部(74)に面するとともに丸型形状を有する角部内面(81f)を含む第2段差部(81g)を介して第2脚部本体部(81d)と連続して設けられている。このように構成すれば、第1段差部(71g)および第2段差部(81g)に、それぞれ、丸型形状を有する角部内面(71f)および角部内面(81f)が設けられていることによって、第1面(71a)と第2面(81a)との接合時および接合後において、第1段差部(71g)および第2段差部(81g)に応力が集中するのを抑制することができる。その結果、角部内面(71f)および角部内面(81f)の各々に面するように、第2隙間部(84)および第1隙間部(74)を設けた場合でも、第1段差部(71g)および第2段差部(81g)の各々での応力集中を抑制して、第1脚部(71)および第2脚部(81)が損傷するのを抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、第1脚部(71、171)の先端部(71c、171c)および第2脚部(81、181)の先端部(81c、181c)の各々は、先細り形状を有している。このように構成すれば、第1面(71a、171a)と第2面(81a、181a)とを接合させるように第1脚部(71、171)および第2脚部(81、181)をスロット(12)内に軸方向に挿入する際に、第1脚部(71、171)の先端部(71c、171c)および第2脚部81の先端部(81c、181c)が互いに干渉するのを抑制することができる。
また、第1および第2実施形態では、上記のように、第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)を配置するステップは、第1脚部(71、171)の先端部(71c、171c)と第2脚部本体部(81d、181d)との軸方向間に第1隙間部(74、171f)が設けられるとともに、第2脚部(81、181)の先端部(81c、181c)と第1脚部本体部(71d、171d)との軸方向間に第2隙間部(84、181f)が設けられるように、第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)を配置するステップである。
これにより、第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)の製造時に生じる寸法のばらつきが生じた場合でも、上記のばらつきを第1隙間部(74、171f)および第2隙間部(84、181f)により吸収することができる。その結果、複数の第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)のうち寸法が比較的大きく製造された導体の先端部(71c、81c、171c、181c)が、接合相手である導体(70、80、170、180)に当接することにより、他の第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)の軸方向の移動が止められることを防止することができる。その結果、第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)の各々のコイルエンド部(72、82、172、182)の高さが揃えられた状態でも、第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)のうち寸法が比較的小さく製造された導体(70、80、170、180)を、接合相手である導体(70、80、170、180)に対して、容易に接合部(90、190)において当接させることができる。これにより、第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)の寸法にばらつきが生じる場合でも、第1セグメント導体(70、170)および第2セグメント導体(80、180)の各々のコイルエンド部(72、82、172、182)の突出量を均一化しながら、第1脚部(71、171)および第2脚部(81、181)の接合面積を確保することが可能な電機子(100、200)の製造方法を提供することができる。
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
たとえば、上記第1および第2実施形態では、第1面71a(171a)および第2面81a(181a)の各々が、軸方向に対して平行に延びている例を示したが、本発明はこれに限られない。第1面71a(171a)および第2面81a(181a)の各々が、軸方向に対して所定の角度(たとえば5度以下)傾いていてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、第1面71a(171a)および第2面81a(181a)が、互いに径方向に接合されている例を示したが、本発明はこれに限られない。第1面71a(171a)および第2面81a(181a)が、径方向と交差する方向(たとえば周方向)に接合されてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、第1隙間部74(171f)および第2隙間部84(181f)の両方の軸方向における長さ(L7、L8)の両方が、径方向における第1面配置部71b(171b)および第2面配置部81b(181b)の厚み(t2、t4)よりも大きい例を示したが、本発明はこれに限られない。第1隙間部74(171f)および第2隙間部84(181f)のうちの一方の軸方向における長さ(L7またはL8)が、径方向における第1面配置部71b(171b)および第2面配置部81b(181b)の厚み(t2、t4)よりも大きくてもよい。
また、上記第1実施形態では、第1隙間部74および第2隙間部84の各々が、スロット12内に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第1隙間部74および第2隙間部84のうちの一部(たとえば第2隙間部84だけ)がスロット12外に配置(図32参照)されていてもよいし、第1隙間部74および第2隙間部84の両方の全体が、スロット12外に配置(図33参照)されていてもよい。
また、上記第1実施形態では、第1隙間部74および第2隙間部84の各々が、端面10a(一方側端面)の近傍に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第1隙間部74および第2隙間部84の各々が、端面10a(一方側端面)および端面10b(他方側端面)の近傍に配置されていてもよい。この場合、図34に示すように、第1セグメント導体270の一対の第1脚部271は互いに長さが異なる(図34A参照)ように構成されているとともに、第2セグメント導体280の一対の第2脚部281は互いに長さが異なる(図34B参照)ように構成されている。すなわち、第1セグメント導体270および第2セグメント導体280の各々は、J字状(略J字状)を有する。
また、上記第2実施形態では、接触部190(接合部)が、スロット12内において、軸方向の中央部近傍に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、接触部190(接合部)が、端面10a(一方側端面)および端面10b(他方側端面)の近傍に配置されていてもよい。
また、上記第1実施形態では、第2脚部81の長さが、第1脚部71の長さよりも長い例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第2脚部81の長さが、第1脚部71の長さよりも短くてもよい。また、上記第2実施形態では、第1脚部171の長さL31と、第2脚部181の長さL32とが、互いに異なっていてもよい。
また、上記第1実施形態では、脚部の長い第2導体80がリード側の導体であり、脚部の短い第1導体70が反リード側の導体である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、脚部の長い第2導体80が反リード側の導体であり、脚部の短い第1導体70がリード側の導体であってもよい。また、上記第2実施形態では、第2導体180が反リード側の導体であり、第1導体170がリード側の導体であってもよい。
また、上記第1実施形態では、導電性接着剤91は、面部分71i(第2隙間部と面する部分)および面部分81i(第1隙間部と面する部分)の各々の全体に塗布されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、面部分71i(第2隙間部と面する部分)および面部分81i(第1隙間部と面する部分)の各々の一部にのみ導電性接着剤91が塗布されていてもよい。また、面部分71i(第2隙間部と面する部分)および面部分81i(第1隙間部と面する部分)の各々に導電性接着剤91が塗布されていなくてもよい。
また、上記第1実施形態では、角部内面71fおよび角部内面81fは、それぞれ、第1面配置部71bの径方向の厚みt2および第2面配置部81bの径方向の厚みt4よりも小さい曲率半径の円弧形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。角部内面71fおよび角部内面81fは、それぞれ、第1面配置部71bの径方向の厚みt2および第2面配置部81bの径方向の厚みt4以上の曲率半径の円弧形状を有していてもよい。
また、上記第1実施形態では、接着層として構成された固定層20cを含む第1絶縁部材20を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、接着層とは異なる膨張材(膨張層)を含む第1絶縁部材20を用いて、接着せずに壁部11aおよび周方向側面13aと第2脚部81とを押圧させ合うこと(押圧力)により固定させてもよい。上記第2実施形態でも同様に構成してもよい。
また、上記実施形態では、第1絶縁部材20および第2絶縁部材21(接合部絶縁部材)がシート状である例を示したが、本発明はこれに限られない。シート状でない第1絶縁部材20および第2絶縁部材21を備えるステータに対しても本発明を適用することは可能である。また、同様に、上記第2実施形態の絶縁部材121(接合部絶縁部材)およびコア脚部絶縁部分122の各々がシート状に構成されていなくてもよい。
10 ステータコア(電機子コア)
10a 端面(一方側端面)
10b 端面(他方側端面)
12 スロット
21 第2絶縁部材(接合部絶縁部材)
30、130 コイル部
40、140 セグメント導体
70、170、270 第1導体
71、171、271 第1脚部
71a、171a 第1面
71b、171b 第1面配置部
71c、171c 先端部(第1脚部の先端部)
71d、171d 第1脚部本体部
71f 角部内面(第1段差部の角部内面)
71g 第1段差部
71i 面部分(第2隙間部と面する部分)
74、171f 第1隙間部
80、180 第2導体
81、181 第2脚部
81a、181a 第2面
81b、181b 第2面配置部
81c、181c 先端部(第2脚部の先端部)
81d、181d 第2脚部本体部
81f 角部内面(第2段差部の角部内面)
81g 第2段差部
81i 面部分(第1隙間部と面する部分)
84、181f 第2隙間部
90 接合部
91 導電性接着剤
100、200 ステータ(電機子)
121 絶縁部材(接合部絶縁部材)
190 接触部(接合部)
C2 軸方向中心(中心)
L1 長さ(第1脚部の長さ)
L2 長さ(第2脚部の長さ)
L4 長さ(第1面の長さ)
L5 長さ(第2面の長さ)
L6 長さ(接合部の長さ)
L7 長さ(第1隙間部の長さ)
L8 長さ(第2隙間部の長さ)
t2 厚み(第1面配置部の厚み)
t3 厚み(第1脚部本体部の厚み)
t4 厚み(第2面配置部の厚み)
t5 厚み(第2脚部本体部の厚み)
10a 端面(一方側端面)
10b 端面(他方側端面)
12 スロット
21 第2絶縁部材(接合部絶縁部材)
30、130 コイル部
40、140 セグメント導体
70、170、270 第1導体
71、171、271 第1脚部
71a、171a 第1面
71b、171b 第1面配置部
71c、171c 先端部(第1脚部の先端部)
71d、171d 第1脚部本体部
71f 角部内面(第1段差部の角部内面)
71g 第1段差部
71i 面部分(第2隙間部と面する部分)
74、171f 第1隙間部
80、180 第2導体
81、181 第2脚部
81a、181a 第2面
81b、181b 第2面配置部
81c、181c 先端部(第2脚部の先端部)
81d、181d 第2脚部本体部
81f 角部内面(第2段差部の角部内面)
81g 第2段差部
81i 面部分(第1隙間部と面する部分)
84、181f 第2隙間部
90 接合部
91 導電性接着剤
100、200 ステータ(電機子)
121 絶縁部材(接合部絶縁部材)
190 接触部(接合部)
C2 軸方向中心(中心)
L1 長さ(第1脚部の長さ)
L2 長さ(第2脚部の長さ)
L4 長さ(第1面の長さ)
L5 長さ(第2面の長さ)
L6 長さ(接合部の長さ)
L7 長さ(第1隙間部の長さ)
L8 長さ(第2隙間部の長さ)
t2 厚み(第1面配置部の厚み)
t3 厚み(第1脚部本体部の厚み)
t4 厚み(第2面配置部の厚み)
t5 厚み(第2脚部本体部の厚み)
Claims (14)
- 軸方向に延びる複数のスロットが設けられている電機子コアと、
前記電機子コアの前記軸方向の一方側に配置されるとともに前記軸方向の他方側に延びる第1脚部を含む複数の第1セグメント導体と、
前記電機子コアの前記軸方向の他方側に配置されるとともに前記軸方向の一方側に延びる第2脚部を含む複数の第2セグメント導体と、
複数の前記第1セグメント導体の各々の前記第1脚部の先端部側に設けられ、前記軸方向に沿って延びるように設けられる第1面と、複数の前記第2セグメント導体の各々の前記第2脚部の先端部側に設けられ、前記軸方向に沿って延びるように設けられる第2面とが、1つの前記スロット内または1つの前記スロットの前記軸方向の外側において接合されている接合部を含むコイル部と、を備え、
前記第1脚部は、前記第1面が設けられている第1面配置部から連続して前記第1脚部の前記先端部と反対側に設けられ、前記第1面配置部よりも前記第1面および前記第2面が接合する方向である接合方向の厚みが大きい第1脚部本体部を有し、
前記第2脚部は、前記第2面が設けられている第2面配置部から連続して前記第2脚部の前記先端部と反対側に設けられ、前記第2面配置部よりも前記接合方向の厚みが大きい第2脚部本体部を有し、
前記接合部において互いに接合されている前記第1セグメント導体と前記第2セグメント導体との間において、前記第1脚部の前記先端部と前記第2脚部本体部との前記軸方向間には第1隙間部が設けられているとともに、前記第2脚部の前記先端部と前記第1脚部本体部との前記軸方向間には第2隙間部が設けられている、電機子。 - 前記第1面および前記第2面の各々は、前記接合部において互いの一部に対して接合されており、
前記第1面および前記第2面の各々の前記軸方向における長さは、前記軸方向における前記接合部の長さよりも大きい、請求項1に記載の電機子。 - 前記第1面および前記第2面の各々は、前記軸方向に対して平行に延びるとともに、互いに径方向に対向するように設けられ、
前記第1面および前記第2面は、互いに径方向に接合されている、請求項1または2に記載の電機子。 - 前記第1隙間部の前記軸方向における長さ、および、前記第2隙間部の前記軸方向における長さのうちの少なくとも一方は、前記接合方向における、前記第1面配置部の厚み、および、前記第2面配置部の厚みよりも大きい、請求項1~3のいずれか1項に記載の電機子。
- 前記第1隙間部の前記軸方向における長さ、および、前記第2隙間部の前記軸方向における長さの両方は、前記接合方向における、前記第1面配置部の厚み、および、前記第2面配置部の厚みよりも大きい、請求項4に記載の電機子。
- 前記第1隙間部および前記第2隙間部の各々は、前記スロット内に配置されている、請求項1~5のいずれか1項に記載の電機子。
- 前記第1隙間部および前記第2隙間部の各々は、前記電機子コアの前記軸方向の中心よりも、前記電機子コアの前記軸方向における一方側端面および他方側端面のうちの少なくとも一方の近傍に設けられている、請求項1~6のいずれか1項に記載の電機子。
- 前記第1セグメント導体および前記第2セグメント導体の各々は、それぞれ、一対の前記第1脚部および一対の前記第2脚部を含むU字形状を有しており、
前記一対の第1脚部と前記一対の第2脚部とは、互いに前記軸方向における長さが異なっており、
前記第1隙間部および前記第2隙間部の各々は、前記一対の第1脚部の前記第1面と前記一対の第2脚部の前記第2面とが接合されることにより、前記一方側端面および前記他方側端面の一方の近傍に設けられている、請求項7に記載の電機子。 - 前記接合部において前記第1面と前記第2面とを接着させるとともに、前記第1脚部と前記第2脚部とを導通させる導電性接着剤をさらに備え、
前記導電性接着剤は、前記第1面および前記第2面のうちの少なくとも一方の、前記接合部に対応する部分に加えて、前記接合方向から見て、前記第1面のうち、前記第2隙間部と面する部分の少なくとも一部、および、前記第2面のうち、前記第1隙間部と面する部分の少なくとも一部に塗布されている、請求項1~8のいずれか1項に記載の電機子。 - 1つの前記スロット内において、前記第1脚部の前記第1面が設けられている部分、および、前記第2脚部の前記第2面が設けられている部分は、径方向に沿って交互に複数配列されており、
前記第1隙間部および前記第2隙間部の各々は、互いに接合される前記第1脚部と前記第2脚部との組毎に設けられている、請求項1~9のいずれか1項に記載の電機子。 - 前記接合部のうち、径方向に隣接する前記接合部同士を絶縁するシート状の接合部絶縁部材をさらに備え、
前記接合部絶縁部材は、径方向から見て、前記第1隙間部および前記第2隙間部の両方を覆うように前記軸方向に延びるように設けられている、請求項10に記載の電機子。 - 前記第1面配置部は、前記第2隙間部に面するとともに丸型形状を有する角部内面を含む第1段差部を介して前記第1脚部本体部と連続して設けられており、
前記第2面配置部は、前記第1隙間部に面するとともに丸型形状を有する角部内面を含む第2段差部を介して前記第2脚部本体部と連続して設けられている、請求項1~11のいずれか1項に記載の電機子。 - 前記第1脚部の前記先端部および前記第2脚部の前記先端部の各々は、先細り形状を有している、請求項1~12のいずれか1項に記載の電機子。
- 軸方向に延びる複数のスロットが設けられている電機子コアと、前記軸方向に延びる第1脚部を含む複数の第1セグメント導体と、前記軸方向に延びる第2脚部を含む複数の第2セグメント導体と、を備える電機子の製造方法であって、
複数の前記第1セグメント導体の各々の前記第1脚部の先端部側に設けられ、前記軸方向に沿って延びるように設けられる第1面と、複数の前記第2セグメント導体の各々の前記第2脚部の先端部側に設けられ、前記軸方向に沿って延びるように設けられる第2面とが、1つの前記スロット内または1つの前記スロットの前記軸方向の外側において対向するように、前記複数の第1セグメント導体の各々を前記電機子コアの前記軸方向の一方側に配置するとともに前記複数の第2セグメント導体の各々を前記電機子コアの前記軸方向の他方側に配置するステップと、
互いに対向して配置されている前記第1脚部の前記第1面と前記第2脚部の前記第2面とを接合するステップと、を備え、
前記第1脚部は、前記第1面が設けられている第1面配置部から連続して前記第1脚部の前記先端部と反対側に設けられ、前記第1面配置部よりも前記第1面および前記第2面が接合する方向である接合方向の厚みが大きい第1脚部本体部を有し、
前記第2脚部は、前記第2面が設けられている第2面配置部から連続して前記第2脚部の前記先端部と反対側に設けられ、前記第2面配置部よりも前記接合方向の厚みが大きい第2脚部本体部を有し、
前記第1セグメント導体および前記第2セグメント導体を配置するステップは、前記第1脚部の前記先端部と前記第2脚部本体部との前記軸方向間に第1隙間部が設けられるとともに、前記第2脚部の前記先端部と前記第1脚部本体部との前記軸方向間に第2隙間部が設けられるように、前記第1セグメント導体および前記第2セグメント導体を配置するステップである、電機子の製造方法。
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