JP2012115068A - 回転電機のステータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機のステータのコイルを形成するコイル導線と、コイルに電力を供給する、またはコイルから電力を外部に送出する動力線とを溶接して接続する際に発生する、コイルの絶縁被膜の割れを防止する。
【解決手段】コイル導線端部２６は、ステータコア１２のスロット２４から出て、動力線２２に接続される端２０に至る。コイルの外周側に支持部材２８を設ける。支持部材２８は、ステータコア１２に対して固定され、支持腕３２がコイル導線端部２６の外周側に位置する。支持腕３２により、コイル導線端部２６が径方向外側に変位することを抑える。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機のステータの構造に関する。

電動機は、相対的に移動可能な二つの部材の一方に電力を供給して磁界を形成し、他方の部材を前記磁界との相互作用により移動させる電気機器である。逆に、後者の部材を移動させることにより前者の部材から電力を取り出すことができ、これが発電機である。つまり、電動機と発電機は、同一の機械的構造を有する。以下の説明において、電動機と発電機の総称として「回転電機」を用いる。

回転電機の二つの部材のうち、固定された部材にコイルを配列し、このコイルにより移動する磁界、例えば回転する磁界を形成し、この磁界との相互作用により、もう一方の部材を移動させる回転電機が知られている。固定された部材、すなわち固定子に設けられたコイルに外部から電力を供給するために、コイルを形成する導線（以下、コイル導線と記す。）の端に、外部機器、例えば電源に繋がる動力線が接続される。下記特許文献１には、コイル導線と動力線を溶接により接続する技術が開示されている。

特開２００４−２５３０３号公報

コイル導線と動力線を溶接する際、コイル導線の端の位置を適正位置に修正する。この位置修正の際、コイル導線が動き、コイルに塗布されている絶縁被膜が割れ、絶縁不良を発生する場合がある。

本発明は、コイル導線の端の位置合わせの際、絶縁被膜の割れの発生を抑制することを目的とする。

本発明の回転電機のステータは、動力線に溶接される端を含むコイル導線の端部を、コアの径方向外側より支える支持部材を有する。

コイル導線の端部の動きが抑制されることにより、絶縁被膜の割れの発生が抑制される。

回転電機のステータを示す斜視図である。 本実施形態の要部を示す斜視図である。 支持部材を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、回転電機のステータ１０の外観を示す斜視図である。ステータ１０は、概形が円環または円筒状のステータコア１２を有し、ステータコア１２の内周には、周方向に磁極１４が配列されている。ステータコア１２の外周を囲むように、円筒形のステータケース１６が配置される。ステータケース１６は、薄板鋼板で作成される。また、ステータケース１６の円筒軸線方向の端は、ステータコア１２の端面より延出している（図１においては、上方に延出している。）。

磁極１４には、導線が巻回されてコイル１８が形成されている。コイル１８を形成する導線をコイル導線と記す。図１に示すように、コイル導線の端２０が、コイルエンド部分より図１中で上方に突出している。このステータ１０においては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれのコイルが２組設けられ、コイル導線の端２０が計１２本となっている。コイル導線の端２０は、相ごとに、また中性点側の端同士が電気的に接続されるが、図１については、その接続線は省略されている。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれのコイル導線の端２０の１本ずつに、三相交流電力を供給するための動力線２２が接続されている。また、動力線２２は、回転電機で発電した場合、この発電された電力を外部に送出する機能も有する。

図２は、本実施形態の回転電機のステータの要部を示す斜視図である。コイル１８については、大部分を省略し、コイル導線一部のみが示されている。図中に示されるコイル導線の部分は、動力線２２に接続される端２０に繋がる、磁極１４の間の空間であるスロット２４から出ている部分である。このコイル導線の部分をコイル導線端部２６と記す。図２に示されるように、コイル導線端部２６は、スロット２４の最も外周側から出て、一旦上方に、直ぐにステータの周方向に沿って斜め上方に向き、再度上方に延びている。最後に上方に延びた部分において、動力線２２と接続される。コイル導線端部２６と動力線２２を溶接する際、コイル導線端部２６の位置合わせが行われる。このとき、コイル導線端部２６を大きく変位させると、コイル１８に塗布されているワニス等で形成された絶縁被膜が割れる場合がある。特に、コイル導線端部２６を、ステータの径方向外側に変位させると、コイル導線端部２６がコイル１８の外周から引き剥がされる動きとなる。この動きにより、コイルの、コイル導線端部２６の直ぐ内側のコイル導線との間が広がり、ここに割れが生じる。

本実施形態においては、このコイル導線端部２６の径方向外側への変位を抑えるために、コイル１８の外周側に支持部材２８が配置されている。図３は、支持部材２８を単独で示す斜視図である。支持部材２８は、ステータコア１２の曲率に沿った円弧形状の基部３０と、コイル導線端部２６を支持する支持腕３２と、ステータコア１２に対し当該支持部材を固定するための脚部３４，３６を有する。

支持部材の基部３０は、ステータコア１２のヨーク部３８、つまり磁極１４同士をつなぐ円環形状の部分に沿う円弧形状を有する。そして、ヨーク部３８の端面に、言い換えればコイル１８の外周面とステータケース１６の内周面の間の部分に配置され、固定される。支持腕３２は、３個が、基部３０の円弧の内周側に設けられている。支持腕３２の内周側の面は、支持部材２８がステータコア１２に対し所定位置に固定されたとき、コイル導線端部２６に対し、径方向外側に近接して、または当接して位置する。この位置は、図２中「Ａ」で示すように、コイル導線端部２６の斜め上方に延びる部分に対応する位置とすることができる。また、この位置は、周方向において、コイル導線の端２０に近い方が望ましいが、動力線２２など他の部材との干渉を考慮して、その位置が決定される。また、コイル導線端部２６の形状も、上述の上方、斜め上方、上方に延びる形状以外の形状、例えば、単純に上方に延びる形状などとすることができる。

支持部材２８の脚部は、この実施形態においては、二種類有する。脚部３４は、基部３０の両端から更に周方向外側に延出して設けられている。支持部材の端に設けられているという意味で、以降の説明において、端脚部３４と記す。端脚部３４は、支持部材２８が所定位置に配置された時、ステータケース１６の内周面に沿って延びる。端脚部３４とステータケース１６を溶接することによって、支持部材２８がステータコア１２に対して固定される。もう一種の脚部３６は、基部３０の円弧に沿う方向の、ほぼ中央に設けられている。支持部材２８の中央に設けられているという意味で、以降の説明において、中央脚部３６と記す。中央脚部３６は、基部３０の下面、すなわちステータコア１２の端面に接する面より更に下に向けて延びる突起である。中央脚部３６が、ステータコア１２の外周面に設けられたコア外周溝４０の開口に嵌り、支持部材２８の位置を定める。中央脚部３６は、コア外周溝４０の位置に合わせて設けられ、中央以外の位置に設けてもよい。また、複数設けることもできる。逆に、他の方法で、支持部材２８の位置決めを行うのであれば、中央脚部３６を設けなくてもよい。また、支持部材２８を溶接によって固定するのではなく、接着によって固定するようにもできる。この場合、端脚部３４を設けなくてもよい。

１２ ステータコア、１４ 磁極、１６ ステータケース、１８ コイル、２０ コイル導線の端、２２ 動力線、２６ コイル導線端部、２８ 支持部材、３０ 基部、３２ 支持腕、３４，３６ 脚部。

Claims (1)

1. 回転電機のステータコアに巻回されたコイル導線の端と、コイルおよび外部機器の間で電力を送受するための動力線とを溶接にて接続した回転電機のステータであって、動力線に溶接されるコイル導線の端を含むコイル導線の端部を、ステータコアの径方向外側から支える支持部材を有する、回転電機のステータ。

Images