JP2008312290A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が少なく低コストの回転電機を提供する。
【解決手段】複数のコイル６は、ステータコア２の内周面に形成される複数のティースにそれぞれ集中的に巻回される。各コイル６は、ステータコア２の内周側のコイル端部および外周側のコイル端部からそれぞれ第１および第２の開放端が同一のコイルエンドに引出されるように形成される。そして、各コイル６は、第１の開放端において延線されるコイル線を用いて、ステータコア２の円周方向ＤＲに隣接する同相コイルの第２の開放端と接続される。
【選択図】図１

Description

この発明は、回転電機に関し、特に、回転電機のステータの配電構造に関する。

特開２００３−１３４７２６号公報（特許文献１）は、車両用薄型ブラシレスモータの集中配電部材を開示する。この集中配電部材は、ステータコアに巻回される各コイルに配電を行なうための円環状の複数のバスバーと、各バスバーの絶縁を確保するための円環状の絶縁ホルダとを備える（特許文献１の図４，図１４等参照）。
特開２００３−１３４７２６号公報 特開２００２−１９９６４４号公報 特開２００４−１５９４２７号公報 特開２００５−１３７１７４号公報

しかしながら、上記特開２００３−１３４７２６号公報に記載の集中配電部材は、円環状のバスバーを複数有するので、部品点数が多くなるとともに、全周にわたって各バスバーを絶縁するための絶縁ホルダをさらに備える必要があるので、コストが高くなるという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、部品点数が少なく低コストの回転電機を提供することである。

この発明によれば、回転電機は、ステータコアと、複数のコイルとを備える。ステータコアは、内周面に複数のティースが形成される。複数のコイルは、複数のティースにそれぞれ集中的に巻回される。複数のコイルの各々は、２つの開放端がステータコアの内周側のコイル端部および外周側のコイル端部から同一のコイルエンドに引出されるように形成される。そして、複数のコイルの各々は、２つの開放端の一方において延線されるコイル線を用いて、ステータコアの円周方向の一方向に隣接する同相コイルの他方側の開放端と接続される。

好ましくは、複数のコイルの各々は、ステータコアの内周側のコイル端部の開放端において延線されるコイル線を用いて、隣接する同相コイルにおける、ステータコアの外周側のコイル端部の開放端と接続される。

好ましくは、複数のコイルの各々は、エッジワイズコイルから成る。２つの開放端の一方において延線されるコイル線は、隣接する同相コイルの開放端と幅広面同士を接合することによって接続される。

好ましくは、回転電機は、複数のコイルに対応して設けられ、各々が対応のコイルをステータコアと絶縁する複数の絶縁部材をさらに備える。複数の絶縁部材の各々は、第１および第２の絶縁部を含む。第１の絶縁部は、対応のコイルをステータコアと絶縁する。第２の絶縁部は、２つの開放端が引出されるコイルエンドに設けられ、他相コイルの開放端において延線されるコイル線から成る他相コイル間の渡り線を対応のコイルと絶縁するとともに、渡り線を支持可能に形成される。

さらに好ましくは、第２の絶縁部は、第１の絶縁部と一体的に形成される。

この発明においては、ステータコアのティースに集中巻される各コイルは、２つの開放端の一方において延線されるコイル線を用いて、ステータコアの円周方向の一方向（たとえば反時計回り）に隣接する同相コイルの他方側の開放端と接続されるので、同相のコイルに配電を行なうためのバスバーを専用に設ける必要がない。

したがって、この発明によれば、部品点数が少なく低コストの回転電機を実現することができる。また、コイルの開放端の一方において沿線されるコイル線を配電線として用いることにより、各コイルを接続するための接合点数が減少するので、生産性が向上する。さらに、コイル間の配電線にエナメル線（コイル線）が用いられることにより、絶縁性能が向上する。

また、各コイルは、一方の開放端において延線されるコイル線を用いて、ステータコアの円周方向の一方向（たとえば反時計回り）に隣接する同相コイルの他方側の開放端と接続されるので、コイル間の配電線が交差することなくコイルエンドに配置される。したがって、この発明によれば、配電線のスペースを省スペース化できる。また、配電線間の絶縁距離を容易に確保することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による回転電機のステータの正面図である。図１を参照して、ステータ１は、ステータコア２と、ステータコア２の内周面に配設される複数のコイル６と、複数のコイル６に対応して設けられる複数の絶縁部材８とを備える。ステータコア２の内周面には、円周方向に等間隔に複数のティースが形成されており（図示せず）、絶縁部材８を介して各ティースにコイル６が巻回されている。そして、複数のコイル６に流される電流を制御することによって、ステータ１に回転磁界を発生させることができる。

複数のコイル６の各々は、エッジワイズコイルから成る。すなわち、各コイル６は、幅方向に曲げ加工されて巻回される平角線から成り、絶縁部材８を介して対応のティースに集中的に巻回される。コイル６を構成する平角線の表面には、隣接する導線間の絶縁を確保するためにエナメル加工が施されている。そして、複数のコイル６は、ステータ１の円周方向にＵ相，Ｖ相，Ｗ相の順に繰返し配設され、隣接する同相のコイルと電気的に接続される。

隣接する同相コイルの接続構成についてより具体的に説明すると、各コイル６の２つの開放端は、ステータ１の内周側のコイル端部および外周側のコイル端部からステータ１の図示されたコイルエンドに引出される。そして、各コイル６は、ステータ１の内周側の開放端において延線されるコイル線を用いて、ステータ１の円周方向（ＤＲ方向）に隣接する同相コイルにおける、ステータ１の外周側の開放端と接続される。すなわち、同相の各コイルは、コイル線を用いて電気的に接続され、隣接する同相コイルを電気的に接続する渡り線（コイル線）は、コイルエンドにおいて互いに交差することなく図示されるように放射状に配線される。

複数の絶縁部材８の各々は、対応のコイル６をステータコア２と絶縁する。また、各絶縁部材８は、他相コイルのコイル線から成る他相コイル間の渡り線を対応のコイルと絶縁するとともに、その渡り線を支持固定する。各絶縁部材８は、たとえば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂やＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂などから成る。絶縁部材８の構成については、後ほど詳しく説明する。

図２は、図１に示した各コイル６の斜視図である。図２を参照して、コイル６は、第１の開放端１２と、第２の開放端１４と、渡り線部１６とを含む。コイル６は、平角線が巻回されたエッジワイズコイルであり、コイル６がティースに装着されたとき、第１の開放端１２がステータ１の内周側に配設され、第２の開放端１４がステータ１の外周側に配設される。

渡り線部１６は、第１の開放端１２において延線されたコイル線から成り、コイル６がティースに装着されたときに端部１８が隣接する同相コイルの第２の開放端１４に接合可能なように変形加工される。なお、渡り線部１６においても、他相コイルとの絶縁を確保するために表面にエナメル加工が施されている。

図３は、図１に示した各絶縁部材８の斜視図である。図３を参照して、絶縁部材８は、背面部２１と、側面部２２と、支柱部２４と、庇部２６とを含む。背面部２１は、図示されない開口部を有し、開口部に対応のティースを通すことで絶縁部材８がティースに装着される。この背面部２１は、絶縁部材８がティースに装着されたとき、対応のコイル６とスロット奥のヨーク内周面との間に配設され、コイル６をヨーク部と絶縁する。

側面部２２は、ティースの側面に沿うように、背面部２１の開口部の端部からステータコアの内周方向（ｙ方向）に向かって延出される。そして、側面部２２は、絶縁部材８およびコイル６がティースに装着されたとき、コイル６をティースと絶縁する。

支柱部２４は、ティースのコイルエンド側端面に沿うように、背面部２１からステータコアの内周方向（ｙ方向）に向かって延出される。この支柱部２４は、絶縁部材８および対応のコイル６がティースに装着されたとき、コイル６をｚ方向に支持する。

庇部２６は、コイル６の開放端と同一のコイルエンド側に設けられ、背面部２１と一体的に形成される。庇部２６は、支柱部２４との間に介装されるコイルを支柱部２４とともに支持可能なように背面部１０からステータコアの内周方向（ｙ方向）に向かって延出される。

そして、形成されたコイル６をｙ方向から絶縁部材８に装着し、コイル６が装着された絶縁部材８をステータコアのティースに装着することで、絶縁部材８を介してコイル６がティースに装着される。

図４は、図３に示した絶縁部材８の庇部２６周辺の拡大図である。図４を参照して、庇部２６の上面、すなわち、コイル６の外周面と接触する面に対向する面には、２つの溝２８が設けられている。この溝２８は、他相コイルのコイル線から成る他相コイル間の渡り線を支持固定するために形成され、たとえば当該コイル６がＵ相コイルの場合、Ｖ相渡り線およびＷ相渡り線が溝２８によって支持固定される。

なお、絶縁部材８は、リブ部３０をさらに含む。リブ部３０は、背面部２１の背面側（ステータ外周方向）に形成され、庇部２６の根元を補強するとともに、ステータコア２に対する絶縁部材８の固定状態を補強する。

図５は、図１に示したステータ１のコイルエンドを拡大して示した図である。図５を参照して、Ｕ相コイル６Ｕに対応する絶縁部材８Ｕの庇部２６に設けられた溝２８によって、Ｖ相コイルの渡り線部１６ＶおよびＷ相コイルの渡り線部１６Ｗが絶縁部材８Ｕの庇部２６に固定される。

Ｕ相コイル６Ｕの第２の開放端１４Ｕは、Ｕ相コイル６Ｕに隣接するＵ相コイルの第１の開放端から延線された渡り線部１６Ｕの端部１８Ｕと接合部３２Ｕにおいて接続される。接合部３２Ｕにおいては、平角線の幅広面同士が接合される。

同様に、Ｖ相コイル６Ｖの第２の開放端１４Ｖは、Ｖ相コイル６Ｖに隣接するＶ相コイルの第１の開放端から延線された渡り線部１６Ｖの端部１８Ｖと接合部３２Ｖにおいて接続される。接合部３２Ｖにおいては、平角線の幅広面同士が接合される。

図６は、ステータ１の製造工程の一部を説明するための図である。図６を参照して、ステータコア２は、複数のティース４に対応して円周方向にブロック化されている。そして、図３に示したように、絶縁部材８にコイル６を装着し、コイル６が装着された絶縁部材８をティースに装着することにより各ブロック４０が形成される。

そして、図示される方向からブロック４０を円周方向に順に組み付け、コイル６の渡り線部１６の端部１８を隣接する同相コイルの第２の開放端１４と接合する。

以上のように、この実施の形態においては、ステータコア２のティース４に集中巻される各コイル６は、第１の開放端１２において延線されるコイル線を用いて、ステータコア２の円周方向の一方向（反時計回り）に隣接する同相コイルの第２の開放端１４と接続されるので、同相のコイルに配電を行なうためのバスバーを専用に設ける必要がない。

したがって、この実施の形態によれば、部品点数が少なく低コストの回転電機を実現することができる。また、コイル６の第１の開放端１２において沿線されるコイル線を配電線として用いることにより、各コイル６を接続するための接合点数が減少するので、生産性が向上する。さらに、コイル６間の配電線にエナメル線（コイル線）が用いられることにより、絶縁性能が向上する。

また、各コイル６は、第１の開放端１２において延線されるコイル線を用いて、ステータコア２の円周方向の一方向（反時計回り）に隣接する同相コイルの第２の開放端１４と接続されるので、コイル６間の配電線が交差することなくコイルエンドに配置される。したがって、この実施の形態によれば、配電線のスペースを省スペース化できる。また、配電線間の絶縁距離を容易に確保することができる。

さらに、各コイル６は、エッジワイズコイルから成り、各コイル６から延線される渡り線部１６は、隣接する同相コイルの第２の開放端１４と幅広面同士を接合することによって接続されるので、容易かつ強固な接合が可能である。また、さらに、絶縁部材８の庇部２６は、背面部２１と一体的に形成されるので、部品点数の増加を防ぐことができる。

なお、上記の実施の形態においては、コイル６の渡り線部１６は、第１の開放端１２において延線されるものとしたが、第２の開放端１４において延線されるようにしてもよい。但し、この場合は、ロータに近い第１の開放端１２においてコイル線を接合することになるので、第２の開放端１４においてコイル線が接合される上記実施の形態の方が望ましい。

なお、上記において、絶縁部材８の背面部２１および側面部２２は、この発明における「第１の絶縁部」の一実施例を形成し、庇部２６は、この発明における「第２の絶縁部」の一実施例に対応する。

今回開示された実施の形態は、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、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態による回転電機のステータの正面図である。 図１に示す各コイルの斜視図である。 図１に示す各絶縁部材の斜視図である。 図３に示す絶縁部材の庇部周辺の拡大図である。 図１に示すステータのコイルエンドを拡大して示した図である。 ステータの製造工程の一部を説明するための図である。

符号の説明

１ ステータ、２ ステータコア、４ ティース、６ コイル、６Ｕ Ｕ相コイル、６Ｖ Ｖ相コイル、８ 絶縁部材、１２ 第１の開放端、１４ 第２の開放端、１６，１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗ 渡り線部、１８ 端部、２１ 背面部、２２ 側面部、２４ 支柱部、２６ 庇部、２８ 溝、３０ リブ部、３２Ｕ，３２Ｖ 接合部、４０ ブロック。

Claims (5)

1. 内周面に複数のティースが形成されたステータコアと、
   前記複数のティースにそれぞれ集中的に巻回され、各々における２つの開放端が前記ステータコアの内周側のコイル端部および外周側のコイル端部から同一のコイルエンドに引出されるように形成される複数のコイルとを備え、
   前記複数のコイルの各々は、前記２つの開放端の一方において延線されるコイル線を用いて、前記ステータコアの円周方向の一方向に隣接する同相コイルの他方側の開放端と接続される、回転電機。
2. 前記複数のコイルの各々は、前記ステータコアの内周側のコイル端部の開放端において延線されるコイル線を用いて、前記隣接する同相コイルにおける、前記ステータコアの外周側のコイル端部の開放端と接続される、請求項１に記載の回転電機。
3. 前記複数のコイルの各々は、エッジワイズコイルから成り、
   前記２つの開放端の一方において延線されるコイル線は、前記隣接する同相コイルの開放端と幅広面同士を接合することによって接続される、請求項１または請求項２に記載の回転電機。
4. 前記複数のコイルに対応して設けられ、各々が対応のコイルを前記ステータコアと絶縁する複数の絶縁部材をさらに備え、
   前記複数の絶縁部材の各々は、
   前記対応のコイルを前記ステータコアと絶縁する第１の絶縁部と、
   前記２つの開放端が引出されるコイルエンドに設けられ、他相コイルの開放端において延線されるコイル線から成る他相コイル間の渡り線を前記対応のコイルと絶縁するとともに、前記渡り線を支持可能に形成された第２の絶縁部とを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
5. 前記第２の絶縁部は、前記第１の絶縁部と一体的に形成される、請求項４の記載の回転電機。

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