JP6307326B2 - 回転電機のステータ - Google Patents
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Description
複数のスロット(例えば、後述の実施形態でのスロット23)を有するステータコア(例えば、後述の実施形態でのステータコア21)と、
前記ステータコアに取り付けられるコイル(例えば、後述の実施形態でのスロットコイル25、接続コイル40)と、を備えた回転電機のステータ(例えば、後述の実施形態でのステータ10)であって、
前記コイルは、前記スロットに挿入される複数のスロットコイル(例えば、後述の実施形態でのスロットコイル25)と、前記ステータコアの軸方向端面よりも軸方向外側において、前記複数のスロットコイル間を接続する複数の接続コイル(例えば、後述の実施形態での接続コイル40)と、を有し、
絶縁材料によって形成され、軸方向外側端面に複数の第1溝部(例えば、後述の実施形態での外側面溝37、37a)を有した絶縁プレート(例えば、後述の実施形態でのベースプレート31L、31R)が、前記ステータコアの軸方向端面よりも軸方向外側に設けられ、
前記複数の接続コイルは、前記絶縁プレートの前記複数の第1溝部に収容され、
前記複数の第1溝部間を隔てる壁部の軸方向端面(例えば、後述の実施形態での軸方向端面31g)が、前記接続コイルの軸方向外側表面(例えば、後述の実施形態での軸方向外側表面44)よりも軸方向外側へ突出し、
前記第1溝部の一部を構成する前記絶縁プレートの外周面(例えば、後述の実施形態での外周面31e)の軸方向外側端面は、前記壁部の軸方向端面よりも軸方向内側に位置し、かつ、前記接続コイルの軸方向外側表面と軸方向において同じ高さに位置する。
前記接続コイルは、軸方向に異なる位置に配置された外側接続コイル(例えば、後述の実施形態での外側接続コイル41、41a、41b)及び内側接続コイル(例えば、後述の実施形態での内側接続コイル42、42a、42b)を含み、
前記絶縁プレートは、軸方向内側面に複数の第2溝部(例えば、後述の実施形態での内側面溝38、38a)を有し、
前記第1溝部には前記外側接続コイルが収容され、前記第2溝部には前記内側接続コイルが収容され、
前記複数の第1溝部間を隔てる前記壁部の軸方向端面が、前記外側接続コイルの軸方向外側表面よりも軸方向外側へ突出し、
前記第2溝部は、前記内側接続コイルが収容された状態で絶縁シートにより閉塞される。
記第1溝部は、前記絶縁プレートの軸方向外側端面の円周方向における一方から他方に向かって延び、
前記第1溝部には軸方向から冷媒が供給される。
前記第1溝部に収容された前記接続コイルが、前記第1溝部内の前記接続コイルの軸方向外側表面上に設けられた樹脂によって封止される。
また、ステータの外周側において内側接続コイルと外側接続コイルを接合する場合には、絶縁プレートの外周面の軸方向外側端面が、第1溝部間を隔てる壁部の軸方向端面よりも軸方向内側に位置し、かつ、接続コイルの軸方向外側表面と軸方向において同じ高さに位置するため、当該接合を容易に行うことができる。
図1及び図2に示すように、本実施形態の回転電機のステータ10は、ステータコア組立体20と、一対のベースプレート組立体30L、30Rと、を備え、ベースプレート組立体30L、30Rが、ステータコア組立体20の両側に配置されて組み付けられている。ステータコア組立体20とベースプレート組立体30L、30Rとの間には、例えば、シリコンシートなどの絶縁シート65が配置され、ステータコア組立体20とベースプレート組立体30L、30Rとを絶縁している。
ステータコア組立体20は、ステータコア21と、複数(図に示す実施形態では108個)のスロットコイル25と、を備える。
ステータコア21は、例えば、プレス抜きされた複数枚の珪素鋼板が積層されて構成され、その径方向内側に、複数(図に示す実施形態では108個)のティース22と、隣接するティース22間に形成される複数(図に示す実施形態では108個)のスロット23とを備える。スロット23は、ステータコア21の軸方向に貫通して形成され、軸方向から見てステータコア21の径方向に長い略長円形状に形成され、開口部24がステータコア21の内周面に開口している。
各スロット23に挿入されるスロットコイル25は、図5A、図5B及び図6も参照して、断面長方形状の板状導体である外径側スロットコイル26と内径側スロットコイル27とを有し、外径側スロットコイル26と内径側スロットコイル27の軸方向両端部を除く周囲が射出成形された樹脂などの断面長方形状の絶縁材28で被覆されて一体に形成されている。具体的に、外径側スロットコイル26は、ステータコア21の軸方向幅L1と後述する接続コイル40の4枚分の軸方向幅(4×L2)の和と略等しい長さ(L1+4×L2)に設定され、軸方向両端部がそれぞれ接続コイル40の2枚分の軸方向幅と略等しい長さ(2×L2)だけ絶縁材28から露出している。さらに、外径側スロットコイル26の軸方向一端部は、接続コイル40の1枚分の軸方向幅と等しい長さ(L2)分だけ周方向一方を向く面が段状に切り欠かれて板厚が薄くなることで段差部26aが形成され、外径側スロットコイル26の軸方向他端部は、接続コイル40の1枚分の軸方向幅と等しい長さ(L2)分だけ周方向他方を向く面が段状に切り欠かれて板厚が薄くなることで段差部26aが形成されている。
ステータコア組立体20の両側にそれぞれ配置されるベースプレート組立体30L、30Rは、図3及び図4に示すように、ベースプレート31L、31Rと、複数の接続コイル40と、を備える。
ベースプレート31L、31Rは、絶縁性を有する樹脂(非磁性材)等によって成形され、ステータコア21と略等しい内外径を有する略円環状部材である。
接続コイル40は、銅などの導電材料によって板状に形成されており、外側面溝37、37aにそれぞれ挿入される外側接続コイル41(41a、41b)と、内側面溝38にそれぞれ挿入される内側接続コイル42(42a、42b)とに分けることができる。なお、ここで言う外側接続コイル41とは、ステータコア組立体20とベースプレート組立体30L、30Rとが組み付けられたとき、ステータ10の軸方向外側となる接続コイル40のことであり、内側接続コイル42とは、ステータ10の軸方向内側となる接続コイル40のことである。
互いに当接する、外側接続コイル41の内径側端部111と外径側スロットコイル26の段差部26a、内側接続コイル42の内径側端部122と内径側スロットコイル27の段差部27a、及び、外側接続コイル41の外側接続コイル延出部113と内側接続コイル42の内側接続コイル延出部124は、いずれも板厚方向に対して交差する平面状の板表面同士が溶接により、好ましくはレーザー溶接により接合される。
例えば、上記実施形態では、円周方向に隣接する3つのスロット毎に同相のコイルが配置されるトリプルスロットタイプのステータを例示したが、これに限らず、円周方向の1つのスロット毎に各相のコイルが配置されるシングルスロットタイプ、円周方向に隣接する2つのスロット毎に同相のコイルが配置されるダブルスロットタイプのステータを用いてもよい。
また、コイルの結線については、上記実施形態に限らず、任意の仕様を選択でき、直列結線及び並列結線も適宜選択できる。
また、図19に示すように、外側接続コイル41の軸方向外側表面44を樹脂等で被覆してもよい。この場合、外側面溝37に収容された外側接続コイル41が樹脂によって封止されるため、外側接続コイル41間の絶縁耐圧をさらに向上できる。
20 ステータコア組立体
21 ステータコア
21a、21b ステータコアの軸方向端面
23 スロット
25 スロットコイル(コイル)
26 外径側スロットコイル
26a 段差部
26b 側面
27 内径側スロットコイル
27a 段差部
27b 側面
28 絶縁材
30L、30R ベースプレート組立体
31L、31R ベースプレート
31b、31d 壁
31c 隔壁
31e ベースプレートの外周面
31f ベースプレートの内周面
31g 壁31dの軸方向端面
37、37a 外側面溝
38、38a 内側面溝
40 接続コイル(コイル)
41、41a、41b 外側接続コイル
42、42a、42b 内側接続コイル
44 外側接続コイルの軸方向外側表面
50 コイル
113 外側接続コイル延出部
124 内側接続コイル延出部
Claims (4)
- 複数のスロットを有するステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられるコイルと、を備えた回転電機のステータであって、
前記コイルは、前記スロットに挿入される複数のスロットコイルと、前記ステータコアの軸方向端面よりも軸方向外側において、前記複数のスロットコイル間を接続する複数の接続コイルと、を有し、
絶縁材料によって形成され、軸方向外側端面に複数の第1溝部を有した絶縁プレートが、前記ステータコアの軸方向端面よりも軸方向外側に設けられ、
前記複数の接続コイルは、前記絶縁プレートの前記複数の第1溝部に収容され、
前記複数の第1溝部間を隔てる壁部の軸方向端面が、前記接続コイルの軸方向外側表面よりも軸方向外側へ突出し、
前記第1溝部の一部を構成する前記絶縁プレートの外周面の軸方向外側端面は、前記壁部の軸方向端面よりも軸方向内側に位置し、かつ、前記接続コイルの軸方向外側表面と軸方向において同じ高さに位置する、回転電機のステータ。 - 請求項1に記載の回転電機のステータであって、
前記接続コイルは、軸方向に異なる位置に配置された外側接続コイル及び内側接続コイルを含み、
前記絶縁プレートは、軸方向内側面に複数の第2溝部を有し、
前記第1溝部には前記外側接続コイルが収容され、前記第2溝部には前記内側接続コイルが収容され、
前記複数の第1溝部間を隔てる前記壁部の軸方向端面が、前記外側接続コイルの軸方向外側表面よりも軸方向外側へ突出し、
前記第2溝部は、前記内側接続コイルが収容された状態で絶縁シートにより閉塞された、回転電機のステータ。 - 請求項1又は2に記載の回転電機のステータであって、
前記第1溝部は、前記絶縁プレートの軸方向外側端面の円周方向における一方から他方に向かって延び、
前記第1溝部には軸方向から冷媒が供給される、回転電機のステータ。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の回転電機のステータであって、
前記第1溝部に収容された前記接続コイルが、前記第1溝部内の前記接続コイルの軸方向外側表面上に設けられた樹脂によって封止された、回転電機のステータ。
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