(57)【要約】【課題】回転電機のステータの導線の巻装に用いられる、ステータから突出した導線の端部における隣接する導線の電気的な接合を有する結合部、および、外部への出力を行う複数の導線の前記結合部において、過大な振動が加わったとしても前記結合部の損傷を抑制することが可能な回転電機のステータを供給する。【解決手段】回転電機のステータ１０において、結合部２６を囲むように配設された、側壁３８と底壁４０とから成るキャップ形状の容器部３４と、結合部２６と容器部３４との間の空間に充填される接着剤４６と、容器部４６から溢れた接着剤４６を受ける受け部３６と、を備える。これによって、過大な振動ストレス、特に接合された２つの導線２８を接合部２６に対して開く方向への振動が加わった場合においても、このような振動ストレスによって生じる損傷を抑制することが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアと、前記ステータコアに巻装されるとともに動力線を形成する複数本の導線と、前記複数本の導線が電気的に接合されている複数の結合部と、を備えた回転電機のステータであって、
側壁と底壁とから成り、前記複数の結合部をそれぞれ収容する容器部と、前記容器部内に充填され、前記容器部内に収容された前記結合部を固定する接着剤と、前記容器部から溢れた未硬化状態の前記接着剤を受ける受け部とを一体に有する保護ケースを、
備えることを特徴とする回転電機のステータ。
【請求項２】
前記容器部を構成する側壁の内周面には、複数本の溝が周方向の複数位置に形成されている
ことを特徴とする請求項１の回転電機のステータ。
【請求項３】
複数の前記容器部と前記受け部とが一体に形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２の回転電機のステータ。
【請求項４】
前記接着剤は、樹脂材料である
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項の回転電機のステータ。
【請求項５】
前記接着剤は、導電材料である
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項の回転電機のステータ。
【請求項６】
前記結合部を挿通させる開口を前記容器部の底壁に有する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項の回転電機のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のステータコアに巻装された複数の導線の電気的な結合部を有する回転電機のステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のステータコアに導線を巻装する方法が知られている。例えば、特許文献１においては、ステータコアの内周面に形成された複数の凹溝にそれぞれに挿入された絶縁被覆された複数本の導線が、ステータコアから突出した導線の端部において溶接によって電気的に相互に接合され、これにより、ステータコアが導線により巻装されている。これによって、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相を有する三相構造のステータが構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−９３０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の回転電機のステータに用いた導線の巻装方法、すなわち、ステータコアから突出し隣接した複数本の導線の端部を溶接によって電気的に接合する方法によって、ステータコアへの導線の巻装が容易となるとともに、ステータコアから突出する導線を小さくすることが可能となる。しかし、導線に過大な振動ストレスが作用した場合、ステータコアから突出した複数本の導線の溶接を行う導線間の結合部において、特に接合された２本の導線を前記結合部に対して開く方向への振動が加わった場合に、前記結合部の損傷の可能性が生じる。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、回転電機のステータに用いられた複数本の導線を電気的に接続する結合部に、過大な振動ストレスが加わったとしても、前記結合部の損傷を効果的に抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明の要旨とするところは、（ａ）ステータコアと、前記ステータコアに巻装されるとともに動力線を形成する複数本の導線と、前記複数本の導線が電気的に接合されている複数の結合部と、を備えた回転電機のステータであって、（ｂ）側壁と底壁とから成り、前記複数の結合部をそれぞれ収容する容器部と、前記容器部内に充填され、前記容器部内に収容された前記結合部を固定する接着剤と、前記容器部から溢れた未硬化状態の前記接着剤を受ける受け部とを一体に有する保護ケースを、備えることを特徴とする。
【０００７】
第２発明の要旨とするところは、第１発明の回転電機のステータにおいて、前記容器部を構成する側壁の内周面には、複数本の溝が周方向の複数位置に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
第３発明の要旨とするところは、第１発明又は第２発明の回転電機のステータにおいて、複数の前記容器部と前記受け部とが一体に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
第４発明の要旨とするところは、第１発明から第３発明のいずれか１項の回転電機のステータにおいて、前記接着剤は、樹脂材料であることを特徴とする。
【００１０】
第５発明の要旨とするところは、第１発明から第３発明のいずれか１項の回転電機のステータにおいて、前記接着剤は、導電材料であることを特徴とする。
【００１１】
第６発明の要旨とするところは、第１発明から第３発明のいずれか１項の回転電機のステータにおいて、前記結合部を挿通させる開口を前記容器部の底壁に有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明によれば、ステータコアと、前記ステータコアに巻装されるとともに動力線を形成する複数本の導線と、前記複数本の導線が電気的に接合されている複数の結合部と、を備えた回転電機のステータであって、側壁と底壁とから成り、前記複数の結合部をそれぞれ収容する容器部と、前記容器部内に充填され、前記容器部内に収容された前記結合部を固定する接着剤と、前記容器部から溢れた未硬化状態の前記接着剤を受ける受け部とを一体に有する保護ケースを、備える。これによって、導線の結合部と容器部との間の空間を前記接着剤で充填することによって、過大な振動ストレス、特に接合された２つの導線を前記接合部に対して開く方向への振動が加わった場合においても、このような振動ストレスによって生じる損傷を抑制することが可能となる。また、前記接着剤が前記結合部を囲むように配設された前記容器部から溢れて充填された場合、前記容器部の周囲に形成されている前記受け部に流出することによって、前記結合部を覆う前記接着剤の高さが均一に保たれる。これによって、前記接着剤による振動の抑制を均一に保つことが可能となる。
【００１３】
第２発明によれば、前記容器部を構成する側壁の内周面には、複数本の溝が周方向の複数位置に形成されている。これによって、前記容器部からの前記接着剤の離脱が抑制される。
【００１４】
第３発明によれば、複数の前記容器部と前記受け部とが一体に形成されている。これによって、部品点数の削減が可能となる。
【００１５】
第４発明によれば、前記接着剤は、樹脂材料である。これによって、前記結合部における過大なストレスによる損傷が抑制されるとともに、隣接する前記結合部と前記結合部との絶縁性が更に改善される。
【００１６】
第５発明によれば、前記接着剤は、導電材料である。これによって、前記結合部における過大なストレスによる損傷が抑制されるとともに、前記結合部における導電性が改善される。
【００１７】
第６発明によれば、前記結合部を挿通させる開口を前記容器部の底壁に有する。これによって、前記ステータコアの車両への設置後に、前記結合部が前記ステータコアの上方側にあり、前記容器部の底壁に前記結合部を挿入する開口を持たない場合に、前記接着剤の前記容器部からの漏れを抑制するため、前記ステータコアを反転させ、前記結合部への前記容器部の組み付けを行い、前記接着剤の粘度が上昇した硬化後に前記ステータコアを再度反転して前記車両への設置を行う必要があった。前記容器部の底壁に開口を有することによって、前記ステータコアの上記の反転の必要が無くなり、前記容器部の組付けが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が適用される回転電機のステータの概略構成を説明する斜視図である。
【図２】図１の保護ケースの容器部と受け部との構造を模式的に示した断面図である。
【図３】図２の保護ケースの容器部に接着剤を収容した後、導線の結合部を容器部に挿入し、接着剤が容器部の側壁を越えて溢れた場合の受け部の機能を模式図に説明する断面図である。
【図４】図１の回転電機のステータにおける導線の結合部と結合部を接着剤で保持するための保護ケースとの相互の配置の一例を示した斜視図である。
【図５】図２および図３の容器部の側壁の内周側に形成された溝を拡大して示した図である。
【図６】複数の容器部を有する保護ケースの容器部の内周に溝を形成した一例を示した図である。
【図７】図３の結合部を容器部へ収容後、容器部の底壁が結合部に対して上方となる位置でステータが車両に設置される場合を示す模式図である。
【図８】結合部を挿通させる開口が容器部の底壁に形成された保護ケースを用いた場合を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００２０】
図１に示されている回転電機のステータ１０は、例えば電磁鋼板からなる円筒状のステータコア１２と、ステータコイル１８、動力線２４、および図３、図４で示されるバスバー２２等からなる導線２８とを備えている。円筒状のステータコア１２の内周面には外周側に向かう方向の深さを有し幅方向に貫通する複数本の凹溝、すなわちスロット１４が形成されており、隣接するスロット１４間に形成されたティース１６をステータコイル１８が巻回することによって、巻線が形成されている。ステータコイル１８は、絶縁被膜によって被膜された例えば銅、銅合金の導体からなる導線２８であり、ステータコア１２のスロット１４に挿入され、スロット１４からステータコア１２の外部に突出しているステータコイル１８の端部であるコイルエンド２０において例えばＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接することで電気的に接合されている。なお、ステータコア１２は、必ずしも電磁鋼板では無く、例えば磁性体の粉体、固体等を成形加工したものであっても良い。
【００２１】
ティース１６に巻回されたステータコイル１８は、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相からなる３相巻線を形成しており、それぞれのステータコイル１８の端部が図３で示されるバスバー２２と呼ばれる導線と電気的に接合され、バスバー２２は、さらに動力線２４と電気的に接合されている。図１において３本の動力線２４が示され、その先端には、図示されていないインバータ等との接続のための外部端子３２が装着されている。これらのステータコイル１８、バスバー２４、および動力線２４が、ステータコア１２の導線２８を構成している。バスバー２２と動力線２４との電気的な接合部、および複数のバスバー２２の電気的な接合部である、図３で示される結合部２６は、保護ケース３０および保護ケース３１の内部に配設されている。
【００２２】
図２には、図３で示されるバスバー２２と動力線２４とが、たとえば溶接によって電気的に接合された結合部２６の接合強度を補強するために用いられる接着剤４６が、保護ケース３０、３１の容器部３４に充填されている状態が模式的に示されている。接着剤４６には、バスバー２２と動力線２４とが結合部２６に対して開く方向に振動することを抑制するために、例えば、充填時の粘度が加熱、時間経過、紫外線照射等によって上昇する、例えばシリコン樹脂、エポキシ樹脂等を含む樹脂材料が用いられる。保護ケース３０、３１は、底壁４０と側壁３８とからなるキャップ形状の容器部３４と、底壁４２と外周部５２とからなり、容器部３４の外周のうち少なくとも一部を周回するように形成されている受け部３６とから構成されている。容器部３４の底壁４０と受け部３６の底壁４２は、相互に一体に形成されており、同一の厚み、および平面を持っている。
【００２３】
図３には、図２で示されている接着剤４６に、バスバー２２と動力線２４とが溶接によって接合された結合部２６が収容された状態が模式的に示されている。上方の白抜きの矢印は、容器部３４の内部に結合部２６を挿入するために結合部２６の上方から下方への移動方向を示している。曲線で示される矢印は、結合部２６を収容することによって容器部３４内の余分な未硬化状態の接着剤４６が容器部３４から溢れ出し、受け部３６に流入した状態が示されている。バスバー２２と動力線２４との結合部２６は、保護ケース３０、３１に形成されている容器部３４に収容され、容器部３４と結合部２６との間の空間は、接着剤４６によって充填されており、これにより、結合部２６は保護ケース３０、３１の容器部３４の内部に固定されるとともに、結合部２６の接合強度が補強されている。また、未硬化段階で流動性のある接着剤４６が側壁３８を越えた場合に、容器部３４内から受け部３６に流出することによって、容器部３４における接着剤４６の高さが均一に保たれる。
【００２４】
図４は、保護ケース３０の一例を拡大して示した図である。保護ケース３０は、結合部２６を収納する４箇所の容器部３４と、図３に示すように容器部から溢れ出した接着剤４６を収容する、隣接する容器部３４と容器部３４との間に設置された受け部３６とから構成され、複数の容器部３４と複数の受け部３６とが一体に形成されている。保護ケース３０の外周部５２は、容器部３４の側壁３８の一部を形成するとともに、受け部３６の側壁の一部を形成している。容器部３４と受け部３６とを区分している容器部３４の側壁３８は、容器部３４から溢れ出た接着剤４６が受け部３６に移行するために、外周部５２より低く設定されている。容器部３４の底壁４０と受け部３６の底壁４２は一体に形成されており、同一の厚み、および平面を持っている。以降、特に区別する必要が無い場合、底壁４０という。なお、容器部の底壁４０と受け部３６の底壁４２とを同一の厚み、および同一の平面ではなく、異なった厚み、および異なった平面すなわち段差を有する構造としても良い。なお、保護ケース３０には、樹脂もしくはゴム等の有機材料、もしくはセラミック、ガラス等の無機材料等の絶縁材料が主に用いられる。動力線２４とバスバー２２とが接合されている２か所の結合部２６と、２本のバスバー２２が接合されている２か所の結合部２６とが示されている。これらの結合部２６は、それぞれ保護ケース３０の外周部５２、側壁３８、および底壁４０から成る容器部３４の内部に収容されている。
【００２５】
図５には、円筒状の側壁３８と底壁４０とからなる１個の容器部３４が示されている。側壁３８の内周面には、複数本の線状の溝４８が、セレーション加工によって形成されている。セレーション加工は、容器部３４に充填される接着剤４６の容器部３８への密着性を補強するために用いられている。溝４８は、容器部３４の側壁３８の内周面だけでなく、底壁４０の内面に加工されても良い。なお、側壁３８の内周面に加工された溝は、矩形の断面で示されているが、特に矩形ではなく、例えばＶ字もしくはＵ字の断面を持つものであっても良い。また、溝４８に代えて、容器部の少なくとも側壁３８もしくは底壁４０の内面へ表面積を増加させる加工、例えば容器部３４の内面への凹凸等の加工を行っても良い。
【００２６】
図６には、３つの容器部３４を一方向に沿って備える他の例の保護ケース３１の構造の一例が示されている。保護ケース３１は、結合部２６を収納する３箇所の容器部３４と、容器部３４から溢れ出した未硬化の接着剤４６を収容する、隣接する容器部３４と容器部３４との間に設置された受け部３６とから構成され、複数の容器部３４と複数の受け部３６とが一体に形成されている。保護ケース３１の外周部５２は、容器部３４の側壁３８の一部を形成するとともに、受け部３６の側壁の一部を形成している。外周部５２の一部は、切込み５４を有し、その高さは他の外周部５２より低く、切込み５４の高さは、受け部３６と接する容器部３４の側壁４０の高さと略同一となっている。また、切込み５４の下部の外周部５２と側壁４０との間には、受け部３６が備えられている。保護ケース３１の幅方向の略中央には、隣接する容器部３４と容器部３４との間を連結する連結部５６が備えられており、結合部２６に振動が加わった場合に生じる容器部５６の振動を抑制する機能を持っている。容器部３４を取り囲む側壁３８および外周部５２の内周面に形成されている複数本の溝４８は、保護ケース３１の開口側の端部まで連続している。
【００２７】
本実施例によれば、ステータコア１２と、ステータコア１２に巻装されるとともに動力線２４を形成する複数本の導線２８と、複数本の導線２８が電気的に接合されている複数の結合部２６と、を備えた回転電機のステータ１０であって、側壁３８と底壁４０とから成り、複数の結合部２６をそれぞれ収容する容器部３４と、容器部３４内に充填され、容器部３４内に収容された結合部２６を固定する接着剤４６と、容器部３４から溢れた未硬化状態の接着剤４６を受ける受け部３６とを一体に有する保護ケース３０、３１を、備える。これによって、導線２８の結合部２６と容器部３４との間の空間を接着剤４６で充填することによって、過大な振動ストレス、特に接合された２つの導線２８を接合部２６に対して開く方向への振動が加わった場合においても、このような振動ストレスによって生じる損傷を抑制することが可能となる。また、未硬化の接着剤４６が結合部２６を囲むように配設された容器部３４から溢れて充填された場合、容器部３４の周囲に形成されている受け部３６に流出することによって、結合部２６を覆う接着剤４６の高さが均一に保たれる。これによって、接着剤４６による振動の抑制を均一に保つことが可能となる。
【００２８】
また、本実施例によれば、容器部３４を構成する側壁３８の内周面には、複数本の溝４８が周方向の複数位置に形成されている。これによって、容器部３４からの接着剤４６の離脱が抑制される。
【００２９】
さらに、本実施例によれば、複数の容器部３４と受け部３６とが一体に形成されている。これによって、部品点数の削減が可能となる。
【００３０】
また、本実施例によれば、接着剤４６は、樹脂材料である。これによって、結合部２６における過大なストレスによる損傷が抑制されるとともに、隣接する結合部２６と結合部２６との絶縁性が更に改善される。
【００３１】
前述の実施例において、結合部２６を、バスバー２２と動力線２４との電気的接合部としたが、特にこれに限らない。例えば、ステータコア１２のスロット１４に挿入され、スロット１４からステータコア１２の外部に突出している端部において溶接されているコイルエンド２０、すなわち結合部２６において、容器部３４と受け部３６を備える保護ケースを用い、容器部３４に囲われた結合部２６を接着剤４６によって充填することとしても良い。
【００３２】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００３３】
本実施例においては、接着剤４６に樹脂材料に替わって、導電材料が用いられる点において異なっている。
【００３４】
図３には、接着剤４６に、バスバー２２と動力線２４とが溶接によって接合された結合部２６が挿入された状態が模式的に示されている。本実施例においては、図３で示される接着剤４６に、例えば銅等の導電材料の粉体を接着剤等に分散させた導電ペーストや、金属を溶融させるロウ材、および半田材等低融点金属を用いることができる。
【００３５】
本実施例によれば、接着剤４６は、導電材料である。これによって、結合部２６における過大なストレスによる損傷が抑制されるとともに、結合部２６における導電性が改善される。特に、接着剤４６がロウ材等の低融点金属から構成される場合には、導線２８間が低融点金属においても強固に結合され、一層損傷が抑制される。
【実施例３】
【００３６】
本実施例において、保護ケース３０、３１の底壁４０に、結合部２６を挿入することが可能な図７に示される底壁開口５０を有することにおいて、前述の実施例と異なっている。
【００３７】
図７は、動力線２４とバスバー２２との結合部２６が保護ケース３０、３１の容器部３４内に収容され、接着剤４６によって保護ケース３０、３１に固定されるようにするための硬化工程が示されている。ステータコア１２の車両への設置後に、結合部２６がステータコア１２の上方側にあり、容器部３４の底壁４０に結合部２６を挿入する底壁開口５０を持たない場合に、接着剤４６の容器部３４からの漏れを抑制するため、ステータコア１２を反転させ、結合部２６への容器部３４の組み付けを行い、接着剤４６の粘度が上昇した硬化後にステータコア１２を再度反転して前記車両への設置を行う必要があった。
【００３８】
図８において、保護ケース３０、３１は底壁４０に、底壁開口５０を備えている。底壁開口５０は、動力線２４とバスバー２２との結合部２６を挿通させることが可能な大きさであり、また、動力線２４およびバスバー２２との結合部２６を挿通した後の底壁開口５０と動力線２４およびバスバー２２との隙間から樹脂材料もしくは導電材料からなる接着剤４６が漏れ出さない程度の寸法に抑えられている。また、保護ケース３０、３１の底壁４０を構成する材料として結合部２６を通過させる際、底壁開口５０が拡大することが可能な、例えば樹脂、ゴム等の材料を使用することによって接着剤４６が漏れ出すことを抑制することも可能である。
【００３９】
本実施例によれば、前述の実施例と同様の効果が期待できるとともに、結合部２６を挿入する底壁開口５０を容器部３４の底壁４０に有する。これによって、ステータコア１２の車両への設置後に、結合部２６がステータコア１２の上方側にあり、容器部３４の底壁４０に結合部２６を挿入する底壁開口５０を持たない場合に、接着剤４６の容器部３４からの漏れを抑制するため、ステータコア１２を反転させ、結合部２６への容器部３４の組み付けを行い、接着剤４６の粘度が上昇した硬化後にステータコア１２を再度反転して前記車両への設置を行う必要があった。容器部３４の底壁４０に底壁開口５０を有することによって、ステータコア１２の反転の必要が無くなり、容器部３４の組付けが容易となる。
【００４０】
前述の実施例の図５、図６おいて、容器部３４を形成する側壁３８を断面形状が円形である円筒形状として示しているが、特に円筒形状で有る必要は無く、例えば、断面形状を楕円、３角形を含む多角形等とすることができる。
【００４１】
前述の実施例において、結合部２６を複数の導線２８を溶接して形成するものとしたが、特に溶接に限らない。たとえば複数の導線２８を圧着部材を用いてかしめることによって電気的な接続をおこなった結合部２６においても、前述の実施例における容器部３４と接着剤４６とを用いることができる。
【００４２】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０：ステータ（回転電機のステータ）
１２：ステータコア
２４：動力線
２６：結合部
２８：導線
３０、３１：保護ケース
３４：容器部
３６：受け部
３８：側壁
４０：底壁
４６：接着剤
４８：溝
５０：底壁開口（開口）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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