(57)【要約】【課題】ステータコイルのリード線がコイルエンドにもたらす温度上昇を抑制する。【解決手段】中心軸の回りに形成されたステータコア２に巻き回されたコイルは、ステータコア２の中心軸方向の端面から中心軸方向に突出するコイルエンド３を有する。コイルエンド３から取り出されるコイルのリード線４は、糸縛りによってコイルエンド３の近傍に係止される。リード線４とコイルエンド３との間にギャップ確保部材５，７，９がギャップを形成することで、リード線４からコイルエンド３への伝熱が遮断され、コイルエンド３の放熱性が高められる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸の回りに形成されたステータコアに巻き回され、ステータコアの前記中心軸方向の端面から前記中心軸方向に突出するコイルエンドを有するコイルと、コイルエンドから取り出されるコイルのリード線と、前記リード線を前記コイルエンドの近傍に係止する係止部材と、を備えるステータコイルのリード線係止構造において、
前記リード線とコイルエンドとの間にギャップを確保するギャップ確保部材を有することを特徴とするステータコイルのリード線係止構造。
【請求項２】
前記リード線は絶縁チューブに挿入され、前記ギャップ確保部材は前記絶縁チューブの外周に形成された凹凸部で構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のステータコイルのリード線係止構造。
【請求項３】
前記係止部材はコイルエンドを束ねるレーシング糸で構成され、前記ギャップ確保部材は前記リード線と前記コイルエンドとの隙間を複数回に渡って貫通する前記レーシング糸で構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のステータコイルのリード線係止構造。
【請求項４】
前記ギャップ確保部材は前記リード線に装着されるゴムリングで構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のステータコイルのリード線係止構造。
【請求項５】
前記ゴムリングは前記リード線の外周に装着するための切欠部を有するシリコンゴムまたはフッ素ゴムのリングで構成される、ことを特徴とする請求項４に記載のステータコイルのリード線係止構造。
【請求項６】
中心軸の回りに形成されたステータコアに巻き回され、ステータコアの前記中心軸方向の端面から前記中心軸方向に突出するコイルエンドを有するコイルと、コイルエンドから取り出されるコイルのリード線と、を備えるステータコイルに適用され、前記リード線を係止部材を用いて前記コイルエンドの近傍に係止するステータコイルのリード線係止方法において、
前記リード線とコイルエンドとの間にギャップ確保部材を用いてギャップを確保することを特徴とするステータコイルのリード線係止方法。
【請求項７】
前記ステータコアにコイルを巻き回し、前記コイルエンドを加圧成形し、前記リード線に外周に前記ギャップ確保部材としての凹凸部を有する絶縁チューブを装着した後、前記係止部材としてレーシング糸を前記絶縁チューブと前記コイルエンドとに巻き回すことで、前記リード線を前記コイルエンドの近傍に係止するとともに、前記レーシング糸を前記コイルエンドから最も離れた位置で前記凹凸部の凸部を通過するように前記絶縁チューブに巻き回す、ことを特徴とする請求項６に記載のステータコイルのリード線係止方法。
【請求項８】
前記ステータコアにコイルを巻き回し、前記コイルエンドを加圧成形し、前記ギャップ確保部材としてレーシング糸を前記リード線と前記コイルエンドとの隙間に複数回に渡って貫通させることで、前記リード線の周りにレーシング糸の束を形成した後、前記レーシング糸を前記リード線と前記コイルエンドに巻き回すことで、前記リード線を前記コイルエンドの近傍に係止するとともに、前記リード線と前記コイルエンドに巻き回すレーシング糸を、前記リード線と前記コイルエンドとの隙間を貫通するレーシング糸の束の反対側で前記リード線に接触させることを特徴とする、請求項６に記載のステータコイルのリード線係止方法。
【請求項９】
前記ステータコアにコイルを巻き回し、前記コイルエンドを加圧成形し、前記ギャップ確保部材としてゴムリングを前記リード線に装着した後、前記係止部材としてレーシング糸を前記絶縁チューブと前記コイルエンドとに巻き回すことで、前記リード線を前記コイルエンドの近傍に係止するとともに、前記レーシング糸を、前記リード線と前記コイルエンドに挟持されるゴムリングの反対側で前記リード線に接触させることを特徴とする、請求項６に記載のステータコイルのリード線係止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステータコイルのリード線の処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータなどのステータのコイルは円筒形状のステータコアを縦断して等しい角度間隔で形成されたスロットに巻き回される。コイルに電力供給を行なうリード線はステータコアの端面においてコイルから取り出され、スロットの外側のバスバーの端子に接続される。
【０００３】
スロット間において、コイルはステータコアの端面に露出する。この部分をコイルエンドと称する。ステータコアの端面においてコイルから取り出されるリード線は、コイルエンドの近傍を通過して、ステータコアに固定されたバスバー上の端子に接続される。
【０００４】
各コイルのコイルエンドにはレーシング糸が巻き回される。各コイルエンドに順次巻き回されたレーシング糸はすべてのコイルエンドをネット状に覆うことでコイルエンドをステータコアの端面に保持する。この作業を糸縛りと称する。
【０００５】
ところで、コイルエンドにレーシング糸を巻き回す際にリード線の根元部分とコイルエンドとの間にレーシング糸が入り込むと、リード線が不必要に屈曲した状態で固定されてしまうことがある。このようにして形成されたリード線の屈曲部はロータやケーシングと干渉したり、あるいは絶縁不良の原因となったりする。
【０００６】
特許文献１の従来技術は、コイルエンドの糸縛り工程において、リード線の根元部分とコイルエンドの間にレーシング糸が入り込まないように、スロットから取り出されたリード線がバスバー上の端子に向かう方向と反対側の直近の部位においてはレーシング糸のコイルエンドへの巻きつけを行なわないようにすることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４９５７３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１による糸縛り工程では、スロットから取り出されてバスバー上の端子に向かうリード線とコイルエンドに一体にレーシング糸が巻きつけられる。その結果、リード線はコイルエンドに固定された状態となる。
【０００９】
電動モータの運転中は、ロータを回転させるためにコイルに電流が流れており、コイルエンドとリード線はともに発熱している。コイルはスロットを介して放熱性の高いステータコアに接しているため、コイルエンドの発熱はステータコアへと放出される。一方、リード線はコイルエンドと空気に接しているのみであるから、十分な冷却は行なわれず、結果としてコイルエンドより高温になりやすい。
【００１０】
リード線の高温がコイルエンドに伝わると、コイルエンドの冷却が阻害され、コイルエンドの温度上昇をもたらす。一方、リード線が絶縁チューブに覆われている場合には、絶縁チューブの伝熱性が低いために、コイルエンドから空中への放熱を絶縁チューブが阻害することになる。
【００１１】
つまり、コイルエンドとリード線が接触していると、コイルエンドの温度が上昇しやすくなる。一般に電動モータはコイル温度が一定温度を超えると出力を制限するように構成されている。そのため、コイルエンドの温度上昇は電動モータの連続出力性能の低下を招きかねない。
【００１２】
この発明は、糸縛りによるリード線の係止に関する以上の問題点を解決すべくなされたもので、ステータコイルのリード線がコイルエンドにもたらす温度上昇を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の目的を達成するために、この発明は、中心軸の回りに形成されたステータコアに巻き回され、ステータコアの中心軸方向の端面から中心軸方向に突出するコイルエンドを有するコイルと、コイルエンドから取り出されるコイルのリード線と、リード線をコイルエンドの近傍に係止する係止部材と、を備えるステータコイルのリード線係止構造に適用される。
【００１４】
リード線係止構造はリード線とコイルエンドとの間にギャップを確保するギャップ確保部材を有している。
【発明の効果】
【００１５】
ギャップ確保部材が、リード線とコイルエンドとの間にギャップを確保することで、リード線とステータコイルに電流が流れる際に、リード線の発熱がコイルエンドに伝わるのを遮断できる。また、コイルエンドの放熱がリード線に阻害されるのを防止できる。結果として、僅かなギャップによりステータコイルの放熱性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の第１の実施形態によるステータコイルのリード線係止構造を示す、ステータ要部の概略縦断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態によるステータコイルの糸縛りの状態を示す、ステータの概略平面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態における、凹凸部の寸法に関するバリエーションを説明する絶縁チューブの概略縦断面図である。
【図４】この発明の第１の実施形態おける、絶縁チューブの凹凸部と糸縛り用のレーシング糸の巻きつけピッチとの好ましい関係を説明する、ステータ要部の概略縦断面図である。
【図５】この発明の第２の実施形態によるステータコイルのリード線係止構造を示す、ステータ要部の概略縦断面図である。
【図６】この発明の第２の実施形態によるステータコイルの糸縛りの状態を示す、ステータの概略平面図である。
【図７】この発明の第３の実施形態によるステータコイルのリード線係止構造を示す、ステータ要部の概略側面図である。
【図８】この発明の第３の実施形態による糸縛りの状態を示す、ステータの概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照すると、電動モータのステータ１は積層された鋼板によって構成される円筒形状のステータコア２と、ステータコア２の内側に配置された複数のコイルとを備える。ステータコア２の内周にはラジアル方向に切り込まれたスロットが等しい角度間隔で形成される。スロットはステータコアを縦貫する。コイルはこれらのスロットに巻き回される。図はステータコア２の軸方向の一方の端面の一部を拡大した概略断面図であり、図の上下方向がステータコア２の中心軸の方向に相当する。
【００１８】
スロットに巻き回されたコイルは、スロット間においてステータコア２の端面から中心軸の方向に露出したコイルエンド３を有する。
【００１９】
図２を参照すると、特定のスロットからはコイルに電力を供給するリード線４が引き出される。引き出された各リード線４は絶縁チューブ６に挿入される。絶縁チューブ６に挿入されたリード線４は、ステータコア２の端面に沿って周方向に延び、係止金具７を介して図示されないバスバーの端子に接続される。図示された４個の係止金具７は、３相交流のU相、V相、W相と、中立相に相当する。
【００２０】
再び図１を参照すると、コイルエンド３は所定の形状に加圧成形された後、レーシング糸５を用いた糸縛りによってステータコア２の端面に保持される。
【００２１】
糸縛りはステータコア２と各コイルエンド３の間にレーシング糸５を挿通し、順次各コイルエンド３にレーシング糸５を巻き回すことで行なわれる。結果として、レーシング糸５は図２に示すようにネット状にすべてのコイルエンド３を覆う。コイルエンド３はこのようにして、レーシング糸５によりステータコア２の端面に保持される。
【００２２】
この糸縛りに際しては、リード線４を挿入した絶縁チューブ６にもコイルエンド３と一緒にレーシング糸５が巻き回される。
【００２３】
絶縁チューブ６はギャップ確保部材として外周に長手方向に交互に形成された凹凸部を有する。レーシング糸５は絶縁チューブ６をコイルエンド３に重ねた状態で、絶縁チューブ６とコイルエンド３に巻き回される。その結果、リード線４を挿通した絶縁チューブ６はコイルエンド３に係止される。
【００２４】
再び図２を参照すると、絶縁チューブ６はバスバーの端子に近い位置でレーンシグ糸５のネットから外側へと取り出される。
【００２５】
再び図１を参照すると、凹凸部を形成した絶縁チューブ６をコイルエンド３に係止することで、絶縁チューブ６内に挿通されたリード線４とコイルエンド３との間にギャップＧが確保される。
【００２６】
このギャップＧが、電動モータの運転時にリード線４の発熱がコイルエンド３に伝わるのを遮断する。また、リード線４がコイルエンド３に直接接するとコイルエンド３からの放熱が阻害される。凹凸部を形成した絶縁チューブ６はリード線４がコイルエンド３に直接接しないようにすることで、コイルエンド３からの放熱を促進する。このように、リード線４とコイルエンド３との間に凹凸部を形成した絶縁チューブ６によりギャップＧを確保することで、リード線４からのコイルエンド３への発熱の伝達を遮断するとともに、コイルエンド３の放熱を促進することができる。そのため、ステータコイルは高い放熱性を維持し、電動モータの連続出力性能を好ましいレベルに維持することができる。
【００２７】
図３を参照すると、絶縁チューブ６の凹凸部は縦断方向に関して交互に形成された凸部と凹部とからなる。凸部と凹部の幅は任意に設定することができる。凸部の幅を広くすれば、絶縁チューブ６の剛性を高めることができる。凹部の幅を広くすれば、リード線４とコイルエンド３の間のギャップＧに占めるスペースの量が多くなり、ギャップＧがもたらす遮熱性と放熱性を高めることができる。したがって、必要とされる機能に応じて絶縁チューブ６の外周に形成する凸部と凹部の幅やピッチを設定すれば良い。
【００２８】
糸縛りを行なう際のコイルエンド３と絶縁チューブ６へのレーシング糸５の巻き付けのピッチは任意に設定することができる。しかしながら、好ましくは図４に示すように、レーシング糸５がコイルエンド３から最も離れた位置で、絶縁チューブ６の凸部を通過するようにする。凹凸部を有する絶縁チューブ６は凹部に比べて凸部の剛性が高く、撓みにくい構造を有する。したがって、レーシング糸５がコイルエンド３から最も離れた位置で絶縁チューブ６の凸部を通過するようにすれば、レーシング糸５がコイルエンド３に向けて絶縁チューブ６に加える押し付け力に抗して、絶縁チューブ６の変形を防止して、ギャップＧの確保をより確実に行なうことができる。
【００２９】
次に、ギャップ確保部材の構成に関するこの発明の第２の実施形態を説明する。
【００３０】
図５を参照すると、この実施形態では、リード線４に糸縛り用のレーシング糸5とは別のレーシング糸５を糸縛りに先立って複数回巻きつける。巻きつけられたレーシング糸５はレーシング糸５の束８を構成する。この束８がギャップ確保部材として機能する。各リード線４は好ましくは絶縁性を考慮して凹凸部のない通常の絶縁チューブに挿通される。
【００３１】
図６を参照すると、ギャップ確保部材としてのレーシング糸５の束８は、レーシング糸５を平行する複数のリード線４にまとめて巻きつけることで形成される。ただし、各リード線４の周囲に個別にレーシング糸５の束８を設けることも可能である。
【００３２】
このようにして、複数のリード線４に適当なピッチでレーシング糸５の束８を巻きつけることで、複数のリード線４とコイルエンド３との間にギャップＧを確保する。その後、レーシング糸５をリード線４とコイルエンド３とレーシング糸５の束８に巻きつけ、ネット状に糸縛りを行なう。
【００３３】
この実施形態によっても、第１の実施形態と同様の作用効果が得られる。また、ギャップ確保部材をレーシング糸５の束８で構成することにより、絶縁チューブに特殊な加工を必要とせずに、糸縛りと同じレーシング糸５を用いてコイルエンド３とリード線４との間にギャップＧを確保することができる。したがって、リード線係止に要する材料の種類を減らすことができる。なお、ギャップＧの寸法は、レーシング糸５の束８の大きさ、言い換えればレーシング糸５のリード線４への巻きつけ回数、を増減することにより、任意に設定できる。
【００３４】
再び図５を参照すると、糸縛りに用いるレーシング糸５は、ギャップ確保部材としてリード線４とコイルエンド３の隙間を貫通するレーシング糸５の束８の位置とリード線４を挟んで反対側において、リード線４に接触するように、コイルエンド３とリード線４に巻きつけられる。
【００３５】
糸縛りのレーシング糸５をこのようにリード線４を挟んでギャップ確保部材であるレーシング糸５の束８の反対側でリード線に接触させることは、糸縛りの圧力でギャップが縮小したり、潰れたりするのを防止するうえで好ましい。
【００３６】
次に、ギャップ確保部材の構成に関するこの発明の第３の実施形態を説明する。
【００３７】
図７を参照すると、この実施形態では、ギャップ確保部材は、切欠部を有するゴムリング９で構成される。ゴムリング９の材質は好ましくはシリコンゴムまたはフッ素ゴムとする。これにより、ゴムリング９の耐熱性を確保することができる。
【００３８】
ゴムリング９は切欠を有するＣ型のゴムリングであり、切欠を押し広げてリード線４の外周に装着される。コイルエンド３の糸縛りに先立ち、各リード線４にゴムリング９を装着しておく。
【００３９】
この状態で、図８に示すように、レーシング糸５をリード線４とコイルエンド３とゴムリング９に巻きつけ、ネット状に糸縛りを行なう。
【００４０】
第１の実施形態と同様の作用効果が得られる。この実施形態では、Ｃ型のゴムリング９をリード線４に装着するだけで糸縛り時にリード線４とコイルエンド３の間にギャップＧを確保できる。したがって、第１の実施形及び第２の実施形態より、ギャップ確保部材の装着が容易である。なお、ギャップＧの寸法は、ゴムキング９の径の選択により、任意に設定できる。
【００４１】
この実施形態では、ギャップ確保部材としてのゴムリング９がリード線４とコイルエンド３に挟持される。糸縛りのレーシング糸５は、好ましくはこのゴムリング９の挟持部とリード線４を挟んで反対側においてリード線４に接するように、コイルエンド３とリード線４に巻きつけられる。
【００４２】
糸縛り用のレーシング糸５をこのように配置することで、糸縛りの圧力でギャップが縮小したり、潰れたりするのを防止することができる。
【００４３】
以上のように、この発明は、中心軸の回りに形成されたステータコア２に巻き回され、ステータコア２の中心軸方向の端面から中心軸方向に突出するコイルエンド３を有するコイルと、コイルエンド３から取り出されるコイルのリード線４と、リード線４をコイルエンド３の近傍に係止する係止部材と、を備えるステータコイルのリード線係止構造において、リード線４とコイルエンド３との間にギャップＧを確保するギャップ確保部材を設けている。
【００４４】
そのため、リード線４とコイルエンド３の間にギャップＧが確保される。リード線４とステータコイルに電流が流れる際に、リード線４の発熱がコイルエンド３に伝わるのをこのギャップＧにより遮断できる。また、コイルエンド３の放熱がリード線４阻害されるのを防止できる。結果として、僅かなギャップＧによりステータコイルの放熱性を高めることができる。
【００４５】
以上のように、この発明をいくつかの特定の実施形態を通じて説明して来たが、この発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。当業者にとっては、特許請求の範囲でこれらの実施形態にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
1 ステータ
2 ステータコア
3 コイルエンド
4 リード線
5 レーシング糸
6 絶縁チューブ
7 係止金具
8 束
9 ゴムリング
【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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