WO2024111372A1 - 回転電機 - Google Patents
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- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
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- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
Definitions
- the disclosure in this specification relates to rotating electrical machines.
- a known rotating electric machine is an outer rotor type rotating electric machine in which the rotor is arranged radially outward and the stator is arranged radially inward (see, for example, Patent Document 1).
- magnets and the like are held in the rotor by a rotor carrier that is cylindrical (cup-shaped) with a bottom, and a stator with stator windings is housed within the rotor carrier.
- a possible configuration is to install wiring parts such as a wiring module including bus bars connected to the stator windings and power lines for inputting and outputting power to the wiring module near the end plate part on one axial end of the rotor carrier, that is, near the bottom of the cylindrical rotor carrier with a bottom.
- wiring parts such as a wiring module including bus bars connected to the stator windings and power lines for inputting and outputting power to the wiring module near the end plate part on one axial end of the rotor carrier, that is, near the bottom of the cylindrical rotor carrier with a bottom.
- One example of such a configuration is to arrange the end plate part of the rotor carrier and the end plate part on one axial end of the stator holder to which the stator windings are assembled in the stator, close to one of the two axial ends, and to rotatably support the rotor carrier (rotor) by assembling bearings between the end plate parts.
- the cavity formed in the stator holder can be opened to the one axial end side and used as a space to accommodate parts.
- a brake device or the like in the cavity part of the stator holder.
- the wiring parts such as the busbars are on the side opposite the open side, i.e., on the end plate side (bottom side) of the rotor carrier.
- the location for installing the wiring parts such as the busbars is restricted, it is thought that technical ingenuity will be required.
- the wiring parts such as the busbars are not necessarily arranged to one axial side, it is possible to arrange the wiring parts such as the busbars on the end plate side (bottom side) of the rotor carrier, and in such a case as well, it is thought that technical ingenuity will be required.
- This disclosure was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a rotating electric machine in which the wiring section connected to the stator winding can be optimally arranged.
- Means 1 is a rotor including a magnetic flux generating unit that generates magnetic flux at each of magnetic poles arranged in a circumferential direction, and a cylindrical rotor carrier that holds the magnetic flux generating unit;
- An outer rotor type rotating electric machine including a stator having a stator winding and a cylindrical base member to which the stator winding is attached, the rotor being disposed radially outside the stator, the rotor carrier has a first end plate portion provided on one axial end side of the rotor and extending in a radial direction, and the other axial end side is open, the base member has a second end plate portion provided on one axial end side of the stator and extending in a radial direction, and the other axial end side is open,
- a wiring portion for supplying power to the stator winding is connected to the stator winding,
- the first end plate portion of the rotor carrier and the second end plate portion of the base member are arranged opposite each other on the same axial
- the rotor in an outer rotor type rotating electric machine, has a cylindrical rotor carrier, and the stator has a cylindrical base member, and the first end plate of the rotor carrier and the second end plate of the base member are arranged opposite each other at one axial end, while the other axial end side of the rotor carrier and the base member are open.
- the wiring connected to the stator winding is drawn out toward the axial center side of the second end plate through the separation area between each end plate and the through hole provided in the second end plate of the base member.
- the stator winding is a multi-phase winding having multiple phase windings
- the wiring section has a power line provided for each phase
- a relay line member is formed by integrating each of the power lines with an insulating material, and when the relay line member is attached to the base member, each of the power lines is pulled out toward the axial center side from the second end plate portion through the through hole.
- each power line of each phase are integrated into a relay line member, and the relay line member is attached to the base member.
- each power line is pulled out toward the axial center from the second end plate portion through the through hole. This allows each power line to be preferably pulled out to the open side of the base member in a configuration having multiple power lines for each phase.
- the relay line member is formed into a flat plate shape by arranging the power lines in a circumferential direction, and is attached to the base member with its flat surface facing the inner peripheral surface of the base member.
- the relay line member is formed into a flat plate with each power line lined up in the circumferential direction, and is attached to the base member with the flat surface facing the inner peripheral surface of the base member. This prevents the relay line member (power lines) from getting in the way of utilizing the hollow space on the inner peripheral side of the base member.
- the relay line member is attached to the base member in a state spaced apart from the inner peripheral surface of the base member.
- the relay wire member is attached to the base member while being spaced apart from the inner peripheral surface of the base member, so that the relay wire member is less susceptible to the effects of heat from the base member even when the base member becomes hot during operation of the rotating electric machine.
- the wiring section is provided in the spaced apart area between the first end plate section and the second end plate section, has a bus bar that is annular and connected to the coil end section of the stator winding, and has a power line that is connected to the bus bar in the spaced apart area and inputs and outputs power to the stator winding, and the power line is pulled out toward the axial center side of the second end plate section through the through hole.
- a ring-shaped bus bar is provided, and the bus bar is connected to the power line.
- the power line is also configured to be pulled out toward the axial center from the second end plate through a through hole.
- the bus bar can be installed and the power line can be connected in the area isolated from the hollow portion of the base member by the second end plate, and a suitable configuration can be realized from the standpoint of protecting the bus bar and the power line connection.
- the coil end portion of the stator winding protrudes axially beyond the axial end face of the base member, the bus bar is disposed radially inside the coil end portion, the bus bar and the power line are electrically connected radially inside the bus bar, and the power line is provided with a bent portion bent in a crank shape radially outward from the connection portion with the bus bar.
- the coil end portion of the stator winding, the bus bar, and the power line connection portion are arranged radially side by side, thereby shortening the axial length of the rotating electric machine.
- the power line connection portion (the connection portion between the bus bar and the power line) is disposed radially inward, but by providing a crank-shaped bend in the power line, the power line can be disposed on the inner side of the base member close to the inner wall of the base member, which in turn contributes to effective use of the hollow space on the inner side of the base member.
- the stator winding has a phase winding composed of a plurality of partial windings for each phase
- the partial windings are air-core coils having a pair of intermediate conductor parts spaced a predetermined distance apart in the circumferential direction, and transition parts that are provided at one and the other axial ends and connect the pair of intermediate conductor parts in an annular manner, and the intermediate conductor parts of different partial windings are arranged side by side in the circumferential direction in close proximity to each other
- the base member is provided at an open end side axially opposite to the second end plate portion with a position restricting portion that protrudes radially outward and restricts the position of the bridge portion of the partial winding.
- the stator winding is made up of multiple partial windings that are air-core coils, and the jumper portions of these partial windings are positionally restricted by position restricting portions that are provided on the open end side of the base member and protrude radially outward.
- position restricting portions that are provided on the open end side of the base member and protrude radially outward.
- a resin layer is formed in the spaced apart area between the first end plate portion and the second end plate portion by resin molding, covering the coil end portion of the stator winding and the wiring portion.
- connection portion between the coil end portion of the stator winding and the wiring portion is covered with a resin layer, which can suppress inconveniences such as short circuits and deterioration caused by exposure of the connection portion.
- the wiring portion can be positioned by the resin layer, it is also possible to simplify the configuration for positioning the wiring portion.
- the stator winding has a phase winding composed of a plurality of partial windings for each phase
- the partial winding is an air-core coil having a pair of intermediate conductor portions spaced a predetermined distance apart in the circumferential direction, and transition portions that are provided at one and the other axial ends and annularly connect the pair of intermediate conductor portions, one of the pair of intermediate conductor portions in the partial winding of another phase is disposed between the pair of intermediate conductor portions in the partial winding, such that the intermediate conductor portions of each phase are disposed adjacent to each other in the circumferential direction
- the partial windings include a first partial winding in which only the jumper portion at one axial end among both axial sides is bent radially inward, and a second partial winding in which only the jumper portion at the other axial end among both axial sides is bent radially outward
- the second end plate portion faces the jumper portion bent radially inward in the first partial winding in the axial direction
- the second end plate portion of the base member faces axially to the bridge portion bent radially inward in the first partial winding, and a resin layer is formed by resin molding in the opposing portion in an area including the wiring portion.
- the protruding portion faces the axial direction from the same direction as the second end plate portion with respect to the transition portion bent radially outward in the second partial winding.
- resin can be filled from the same axial side on both axial sides of the base member (the second end plate portion side and the opposite side), and in a configuration having resin layers on both axial sides, the formation of the resin layer can be easily carried out.
- Means 10 is a rotor including a magnetic flux generating unit that generates magnetic flux at each of magnetic poles arranged in a circumferential direction, and a cylindrical rotor carrier that holds the magnetic flux generating unit;
- An outer rotor type rotating electric machine including a stator having a stator winding and a cylindrical base member to which the stator winding is attached, the rotor being disposed radially outside the stator,
- the rotor carrier has an end plate portion provided on one axial end side of the rotor and extending in a radial direction, an axial end surface of the base member faces the end plate portion of the rotor carrier;
- a wiring portion for supplying power to the stator winding is connected to the stator winding, the wiring portion is disposed in an area including a spaced region between the end plate portion and the base member on one of both axial sides of the base member facing the end plate portion of the rotor carrier,
- a resin layer is provided in the spaced region to cover a portion of
- a separation area is formed between the end plate portion of the base member and the end plate portion of the rotor carrier on one of the axial sides of the base member, and a wiring portion is arranged in an area including the separation area, and a resin layer that covers a part of the wiring portion is provided in the separation area.
- the wiring portion connected to the stator winding can be preferably arranged.
- the wiring section is provided in the gap between the end plate portion of the rotor carrier and the axial end face of the base member, and includes a bus bar that is annular and connected to the coil end portion of the stator winding, and a power line that is connected to the bus bar in the gap and inputs and outputs power to the stator winding, and the resin layer has a protruding portion that protrudes radially inward from the cylindrical portion of the base member, and the wiring section is pulled out in the axial direction from the axial end face of the protruding portion.
- the resin layer is formed with a protruding portion that protrudes radially inward from the cylindrical portion of the base member, and the wiring portion is pulled out in the axial direction from the axial end face of the protruding portion.
- the wiring portion that extends in the axial direction from one axial end side of the stator can be suitably molded in resin, at least in the range that includes the coil end area.
- the stator winding has a phase winding composed of a plurality of partial windings for each phase
- the partial winding is an air-core coil having a pair of intermediate conductor portions spaced a predetermined distance apart in the circumferential direction, and transition portions that are provided at one and the other axial ends and annularly connect the pair of intermediate conductor portions, one of the pair of intermediate conductor portions in the partial winding of another phase is disposed between the pair of intermediate conductor portions in the partial winding, such that the intermediate conductor portions of each phase are disposed adjacent to each other in the circumferential direction
- the partial windings include a first partial winding in which only the jumper portion at one axial end among both axial sides is bent radially inward, and a second partial winding in which only the jumper portion at the other axial end among both axial sides is bent radially outward
- a first end of the first winding portion is axially opposed to the jumper portion bent radially inward in the first winding portion
- the axial end face of the first end of the base member faces the transition portion bent radially inward in the first partial winding in the axial direction, and a resin layer is formed by resin molding in the opposing portion in an area that includes a part of the wiring portion.
- the protruding portion faces the axial direction from the same direction as the first end side with respect to the transition portion bent radially outward in the second partial winding.
- resin can be filled from the same axial side on both axial sides of the base member, and in a configuration having resin layers on both axial sides, the resin layers can be easily formed.
- FIG. 1 is a perspective view showing an entire rotating electric machine.
- FIG. 2 is a plan view of a rotating electric machine;
- FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a rotating electric machine;
- FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a stator;
- FIG. 5 is an exploded perspective view of a stator;
- FIG. 6 is an exploded perspective view of a stator holder and a relay wire member;
- FIG. 7 is a perspective view showing a state in which a resin molding is applied to an assembly including a stator;
- FIG. 1 is a perspective view showing an entire rotating electric machine.
- FIG. 2 is a plan view of a rotating electric machine
- FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a rotating electric machine
- FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a stator
- FIG. 5 is an exploded perspective view of a stator
- FIG. 6 is an exploded perspective view of a stator holder and
- FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing a state in which a die is attached to a stator;
- FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of a through hole of a stator holder;
- FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of a rotating electric machine according to a second embodiment;
- FIG. 11 is a diagram showing a protruding portion of a coil end mold portion;
- FIG. 12 is a diagram showing a modification of the second embodiment.
- the rotating electric machine in this embodiment is used, for example, as a vehicle power source.
- the rotating electric machine can be widely used in industrial applications, vehicles, aircraft, home appliances, office automation equipment, amusement machines, and the like.
- parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings, and the explanations of the parts with the same reference numerals are incorporated herein.
- FIG. 1 is a perspective view showing the entire rotating electric machine 10
- Fig. 2 is a plan view of the rotating electric machine 10
- Fig. 3 is a longitudinal cross-sectional view of the rotating electric machine 10 (cross-sectional view taken along line 3-3 in Fig. 2).
- the direction in which the axis of rotation extends is referred to as the axial direction
- the direction extending radially from the center of the axis of rotation is referred to as the radial direction
- the direction extending circumferentially around the axis of rotation is referred to as the circumferential direction.
- the rotating electric machine 10 is an outer rotor type surface magnet type multi-phase AC motor, and includes a rotor 20 and a stator 30 arranged radially inside the rotor 20.
- the rotor 20 and the stator 30 are each cylindrical, and are arranged facing each other in the radial direction with an air gap extending in an annular shape in between.
- the rotor 20 has a substantially cylindrical rotor carrier 21 and an annular magnet unit 22 fixed to the rotor carrier 21.
- the magnet unit 22 corresponds to the "magnetic flux generating section.”
- the rotor carrier 21 has a cylindrical portion 23 and an end plate portion 24 that is provided on one axial end side of the cylindrical portion 23 and extends in the radial direction.
- the magnet unit 22 is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 23.
- the other axial end side of the rotor carrier 21 is open.
- the rotor carrier 21 functions as a magnet holding member.
- the magnet unit 22 has multiple magnets fixed to the inner circumferential surface of the cylindrical portion 23 of the rotor carrier 21.
- the magnets are arranged so that their polarity alternates along the circumferential direction of the rotor 20.
- the magnet unit 22 has multiple magnetic poles formed in the circumferential direction.
- the magnets are, for example, polar anisotropic permanent magnets, and sintered neodymium magnets with an intrinsic coercive force of 400 kA/m or more and a residual magnetic flux density Br of 1.0 T or more.
- the rotating electric machine 10 may be an embedded magnet type synchronous machine (IPMSM).
- a bearing 25 is fixed to the end plate portion 24 of the rotor carrier 21 at the radial center of the rotor 20.
- the bearing 25 comprises an outer race member 25a, which is a stationary portion, an inner race member 25b, which is a rotating portion, and a plurality of rolling elements 25c (e.g., balls) provided between the outer race member 25a and the inner race member 25b.
- the inner race member 25b of the bearing 25 is fixed to the rotor 20 (end plate portion 24), and the outer race member 25a is fixed to the stator 30. This allows the rotor 20 to rotate relative to the stator 30.
- the bearing 25 may be a hub bearing fixed to a hub that is the center of rotation of the wheel.
- a shaft extending in the axial direction at the radial center of the rotating electric machine 10 may be fixed to the inner ring member 25b, which is a rotating body.
- a brake disc of a brake device may be fixed to the shaft, and a brake caliper may be fixed to the stator 30 side.
- the stator 30 has a stator winding 31, a stator core 32, and a stator holder 33.
- the stator core 32 and the stator holder 33 are integrated with the stator core 32 on the radial outside, and the stator winding 31 is attached to the radial outside of the stator core 32.
- the stator holder 33 corresponds to the "base member.” Note that the assembly of the stator core 32 and the stator holder 33 may also correspond to the base member.
- the stator winding 31 has multiple phase windings, and is formed into a cylindrical shape by arranging the phase windings of each phase in a predetermined order in the circumferential direction.
- the stator winding 31 is composed of three phase windings of U, V, and W phases.
- the stator core 32 is cylindrical and is provided as a back yoke.
- the stator 30 has a teethless structure that does not have teeth for forming slots.
- This structure may be any of the following structures (A) to (C).
- inter-conductor members are provided between each conductor portion (intermediate conductor portion 42 described later) in the circumferential direction, and the inter-conductor member is made of a magnetic material that satisfies the relationship Wt ⁇ Bs ⁇ Wm ⁇ Br, where Wt is the circumferential width dimension of the inter-conductor member at one magnetic pole, Bs is the saturation magnetic flux density of the inter-conductor member, Wm is the circumferential width dimension of the magnet at one magnetic pole, and Br is the residual magnetic flux density of the magnet that constitutes the magnet unit 22.
- (B) A structure in which inter-conductor members are provided between each conductor portion in the circumferential direction in the stator 30, and a non-magnetic material is used as the inter-conductor members.
- (C) A structure in which no inter-conductor members are provided between each conductor portion in the circumferential direction in the stator 30.
- FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the stator 30, and Figure 5 is an exploded perspective view of the stator 30.
- the stator winding 31 has a plurality of partial windings 41, which are unit coils, and is configured by arranging each of these partial windings 41 in a circumferential line.
- the partial winding 41 is an air-core coil configured by winding a conductor material in multiple layers, and has a pair of intermediate conductor parts 42 spaced a predetermined distance apart in the circumferential direction, and a pair of jumper parts 43, 44 that connect the pair of intermediate conductor parts 42 at both axial ends, and is formed into a ring shape by the pair of intermediate conductor parts 42 and the pair of jumper parts 43, 44.
- One of the pair of intermediate conductor parts 42 in the partial winding 41 of the other phase is disposed between the pair of intermediate conductor parts 42 in the partial winding 41, so that the intermediate conductor parts 42 of each phase are disposed in close proximity to each other in the circumferential direction.
- Each of the jumper sections 43, 44 on both axial sides is provided as a part corresponding to the coil end section, and of each of the jumper sections 43, 44, one jumper section 43 is bent radially, while the other jumper section 44 is formed without being bent radially.
- Each partial winding 41 includes a partial winding 41 in which the jumper section 43 is bent radially inward (partial winding 41A in FIG. 5) and a partial winding 41 in which the jumper section 43 is bent radially outward (partial winding 41B in FIG. 5).
- FIG. 4 in the coil end area CE1 at one axial end (upper side in FIG.
- the jumper section 43 of the partial winding 41 is bent radially inward, and in the coil end area CE2 at the other axial end (lower side in FIG. 4), the jumper section 43 of the partial winding 41 is bent radially outward.
- the stator holder 33 has a cylindrical portion 34 that is attached to the radial inside of the stator core 32, an end plate portion 35 that is provided on the radial inside of the cylindrical portion 34 at one axial end side of the cylindrical portion 34 and extends in the radial direction, and a protruding portion 36 that is provided on the other axial end side from the cylindrical portion 34 toward the radial outside.
- the end plate portion 35 is provided on the stator holder 33 on the same side as the end plate portion 24 of the rotor carrier 21 in the axial direction.
- the end plate portions 24, 35 of the rotor carrier 21 and the stator holder 33 face each other on one of the axial sides and are open on the other side.
- FIG. 5 shows the state in which the stator core 32 is attached to the cylindrical portion 34 of the stator core 32.
- a refrigerant passage 37 is formed in the cylindrical portion 34 to allow a refrigerant such as cooling water to flow.
- the refrigerant passage 37 extends flat in the axial direction and is provided in an annular shape along the cylindrical portion 34, allowing the refrigerant to flow in the circumferential direction between the inlet and outlet.
- a protrusion 33a that protrudes radially inward is provided on the inner periphery of the cylindrical portion 34, and the inlet and outlet of the refrigerant passage 37 are provided on the protrusion 33a.
- the cylindrical portion 34 may have a double structure consisting of an outer cylinder member on the radial outside and an inner cylinder member on the radial inside, with the gap space between the outer cylinder member and the inner cylinder member serving as the refrigerant passage 37.
- the refrigerant passage 37 is connected to an external circulation path that circulates the refrigerant.
- the external circulation path may be provided with, for example, an electric pump and a heat dissipation device such as a radiator, and the refrigerant circulates through the circulation path and the refrigerant passage 37 of the rotating electric machine 10 as the pump is driven.
- the outer ring member 25a of the bearing 25 is fixed to the end plate portion 35.
- the end plate portion 35 has a hole portion 35a in its center, and the bearing 25 extends toward the axial center of the cylindrical portion 34 through the hole portion 35a.
- the inner circumferential side of the cylindrical portion 34 of the stator holder 33 forms a cavity 38.
- This cavity 38 corresponds to the hollow portion inside the magnetic circuit portion consisting of the rotor 20 and the stator 30.
- the stator 30 has a teethless structure, which allows the radial thickness of the stator 30 to be thin, making it possible to expand the cavity 38 in the radial direction.
- the cavity 38 can accommodate a brake device, a transmission, a power conversion device, etc.
- the stator 30 has a teethless structure, and the position of each partial winding 41 is regulated by a position regulating section provided at the axial end.
- the structure of the position regulating section is described below with reference to FIG. 5.
- the stator holder 33 has a protruding portion 36 at the axial end on the coil end area CE2 side as a position regulating portion.
- the protruding portion 36 is provided so as to protrude radially outward at a position that is outside the stator winding 31 in the axial direction, i.e., outside the transition portions 43, 44.
- the protruding portion 36 has an annular groove 36a extending in the circumferential direction.
- the transition portion 44 of the partial winding 41A is inserted into the annular groove 36a of the protruding portion 36, thereby making it possible to regulate the radial position of the transition portion 44.
- the protruding portion 36 may be provided with a protrusion that protrudes in the axial direction (upper side of the figure), and the protrusion may be used to regulate the radial and/or circumferential position of the transition portion 43 of the partial winding 41B.
- a position restriction member 50 is attached to the axial end on the coil end area CE1 side.
- the position restriction member 50 is formed in an annular shape, and is attached to the stator holder 33 from the axial direction to restrict the position of the winding end on the coil end area CE1 side.
- the position restricting member 50 has an annular portion 51, on which are provided a holder engaging portion 52 engageable with the stator holder 33, a winding engaging portion 53 engageable with the bridge portion 43 of the partial winding 41A, and a winding engaging portion 54 engageable with the bridge portion 44 of the partial winding 41B.
- the holder engaging portions 52 are provided at a predetermined interval in the circumferential direction and are engageable with the protrusions 33b provided on the axial end surface of the stator holder 33.
- the winding engaging portions 53 are provided at a predetermined interval in the circumferential direction and are engageable with the inner peripheral portion of the bridge portion 43 of the partial winding 41A.
- the winding engaging portions 54 are provided at a predetermined interval in the circumferential direction and are engageable with the outer peripheral portion of the bridge portion 44 of the partial winding 41B.
- the position restricting member 50 is fixed to the stator holder 33 by a fastener such as a bolt.
- the rotor carrier 21 and the stator holder 33 are double-layered in the radial direction, with an annular end ring 39 attached to the gap between these components.
- an annular wiring module 60 is provided at the axial end of the stator 30, which is electrically connected to each partial winding 41 of the stator winding 31.
- the wiring module 60 has a plurality of bus bars 61 for each phase and for the neutral line as conductive members.
- the wiring module 60 may be a plurality of bus bars 61 integrally molded with resin, or may be a plurality of bus bars 61 integrated with an assembly tool.
- the wiring module 60 connects the partial windings 41 of each phase in parallel or series for each phase, and the phase windings of each phase are connected to a neutral point.
- the wiring module 60 is provided on the coil end area CE1 side, which is the opposite side to the open side of the stator holder 33, of the coil end areas CE1 and CE2 on both axial sides of the stator 30.
- FIG. 6 is an exploded perspective view of the stator holder 33 and the relay line member 70.
- the relay line member 70 has three-phase power lines 71, a covering portion 72 that covers the power lines 71 with an insulating material, and a terminal portion 73.
- the power lines 71 are made of plate-shaped conductors (bus bars) and are covered while being arranged in a circumferential direction.
- the power lines 71 are arranged in a row so that the bus bar plate surfaces are aligned in a straight line. This gives the relay line member 70 a flat plate shape.
- the power lines 71 may be arranged with their plate surfaces tilted relative to each other so as to fit along the inner curved surface of the stator holder 33.
- the cylindrical portion 34 and the end plate portion 35 are provided with fixed portions 81, 82 to which the relay line member 70 is fixed, and the relay line member 70 is fixed to the fixed portions 81, 82 with fasteners such as screws.
- the fixed portion 82 on the end plate portion 35 side is provided with a through hole 82a that is axially aligned with the end plate portion 35, and the relay line member 70 is attached with a portion of the relay line member 70 inserted into the through hole 82a.
- FIG. 5 shows a state in which a portion of the relay line member 70 protrudes outside the end plate portion 35 in the stator holder 33.
- the relay line member 70 is attached to the stator holder 33 with its flat surface facing the inner peripheral surface of the stator holder 33.
- the relay line member 70 is also attached to the stator holder 33 with a space between the relay line member 70 and the inner peripheral surface of the stator holder 33.
- a space S is formed between the end plate portions 24, 35, a wiring module 60 (bus bar 61) is provided in the space S, and a power line 71 is electrically connected to the connection end 62 of the bus bar 61 on the radial inside of the wiring module 60.
- the wiring portion (wiring module 60 and relay line member 70) of the stator winding 31 is pulled out toward the axial center side of the end plate portion 35 through the space S between the end plate portions 24, 35 and the through hole 82a provided in the end plate portion 35 of the stator holder 33.
- the terminal portion 73 is connected to an inverter (not shown), so that power is input and output to the stator winding 31.
- the wiring module 60 may be integrally provided with a current sensor that detects the phase current of each phase.
- the power line 71 may also include a sensor signal line.
- the coil end portion of the stator winding 31 protrudes in the axial direction beyond the axial end face of the stator holder 33, and the wiring module 60 (bus bar 61) is disposed radially inside the coil end portion.
- the wiring module 60 and the power line 71 are electrically connected radially inside the wiring module 60.
- the arrangement of these components means that the power line connection position (the connection position between the bus bar 61 and the power line 71) is disposed radially inward, and if the power line 71 is extended in the axial direction from the power line connection position, the power line 71 will be far away from the inner circumferential surface of the stator holder 33.
- the stator winding 31 and the wiring module 60 are attached to the stator holder 33, and the assembly is then resin molded.
- a resin layer 90 is formed in an area that includes at least the coil end areas CE1 and CE2 on both axial sides. Specifically, on the coil end area CE1 side, resin molding is applied in an area that includes the radially inner side of the bridge portions 43 and 44 of the stator winding 31 on the outer side of the axial end face of the stator holder 33.
- a resin layer 90 is formed by resin molding in the separation region S between the end plate portions 24 and 35, covering the coil end portions and wiring portions of the stator winding 31.
- resin molding is applied to the annular groove 36a side of the protruding portion 36 of the stator holder 33, in an area including the radially outer side of each of the bridge portions 43, 44 of the stator winding 31.
- the end plate portion 35 of the stator holder 33 faces in the axial direction to the transition portion 43 bent radially inward in the partial winding 41 (partial winding 41A shown in FIG. 5), and a resin layer 90 is formed on the facing portion in an area including the wiring portion.
- the protrusion portion 36 provided at the axial end opposite the end plate portion 35 faces in the axial direction to the transition portion 43 bent radially outward in the partial winding 41 (partial winding 41B shown in FIG. 5) from the same direction as the end plate portion 35, and a resin layer 90 is formed on the facing portion.
- the resin layer 90 in an area that includes the wiring module 60, even if the position of the wiring module 60 is simply determined, that is, even if the wiring module 60 is only temporarily fixed before the resin is filled, it is possible to properly maintain the position of the wiring module 60.
- Figure 7 is a perspective view showing the state in which resin molding has been applied to the assembly of the stator 30 and the wiring module 60.
- the dotted portion is the resin layer 90, and the resin layer 90 is formed by applying resin molding to an area that includes the coil end areas CE1, CE2 on both axial sides and the coil side area CS.
- the procedure for producing the resin layer 90 in the stator 30 will be described.
- the resin layer 90 is molded using the mold 100 shown in FIG. 8.
- the mold 100 has an annular recess 101 for forming a resin filling chamber on the coil end area CE1 side, and an annular recess 102 for forming a resin filling chamber on the coil end area CE2 side.
- the annular recesses 101, 102 are each arranged in a circular ring shape in the circumferential direction.
- the inner wall of the annular recess 101 and the axial end face of the stator holder 33 form a resin filling chamber on the coil end area CE1 side, and resin is filled into the resin filling chamber, whereby the lower ends of the jumper portions 43, 44 on the coil end area CE1 side, the position regulating member 50, the wiring module 60, and the relay line member 70 are resin molded together.
- the inner wall of the annular recess 102 and the protruding portion 36 of the stator holder 33 form a resin filling chamber on the coil end area CE2 side, and the transition portions 43, 44 and the position regulating member 50 on the coil end area CE2 side are resin molded together by filling the resin filling chamber with resin.
- the inner diameter dimension of the intermediate portion 103 between the annular recesses 101 and 102 is larger than the outer diameter dimension of the stator winding 31, and a small gap is formed between the inner wall of the intermediate portion 103 and the outer periphery of the stator winding 31. Therefore, when the resin is filled, the resin also spreads to the outer periphery of the stator winding 31.
- the mold 100 has a resin injection port, for example, on the annular recess 101 side. However, a resin injection port may be provided on the annular recess 102 side, or resin injection ports may be provided on both the annular recesses 101 and 102.
- resin can be filled from the same axial side on both axial sides of the stator holder 33 (the side of the end plate portion 35 and the opposite side). Therefore, the mold 100 only needs to be attached to the stator holder 33 from one axial side, and in a configuration having resin layers 90 on both axial sides, the formation of the resin layer 90 can be easily performed.
- the through hole 82a provided in the end plate portion 35 of the stator holder 33 is formed with a tapered cross section that is wider on the axially outer side, i.e., on the resin filling chamber side, and a sealing member 83 (e.g., a rubber bushing) is preferably attached to the tapered portion 82b.
- a sealing member 83 e.g., a rubber bushing
- the resin is hardened by heat treatment, and the mold 100 is removed to complete the assembly shown in FIG. 7.
- the rotor 20 is then attached to the stator 30.
- the rotor 20 has a cylindrical rotor carrier 21, and the stator 30 has a cylindrical stator holder 33.
- the end plate portion 24 (first end plate portion) of the rotor carrier 21 and the end plate portion 35 (second end plate portion) of the stator holder 33 are arranged facing each other at one axial end, while the other axial end side of the rotor carrier 21 and the stator holder 33 are configured to be open. This allows for effective use of the cavity portion 38 on the inner circumference side of the stator holder 33.
- the wiring portion connected to the stator winding 31 is pulled out toward the axial center side of the end plate portion 35 through the separation area S between the end plate portions 24, 35 and the through hole 82a provided in the end plate portion 35 of the stator holder 33.
- This allows the power line 71 to be pulled out preferably while efficiently using the space between the end plate portions 24, 35 facing each other in the axial direction.
- the wiring section connected to the stator winding 31 can be optimally positioned.
- each power line 71 of each phase are integrated into a relay line member 70, which is attached to the stator holder 33. In this attached state, each power line 71 is pulled out toward the axial center from the end plate portion 35 through the through hole 82a of the end plate portion 35. This allows each power line 71 to be preferably pulled out to the open side of the stator holder 33 in a configuration having multiple power lines 71 for each phase.
- the relay line member 70 is formed into a flat plate shape with each power line 71 arranged in the circumferential direction, and is attached to the stator holder 33 with the flat surface facing the inner peripheral surface of the stator holder 33. This prevents the relay line member 70 (power lines 71) from getting in the way of utilizing the hollow space on the inner peripheral side of the stator holder 33.
- the relay line member 70 is attached to the stator holder 33 while being spaced apart from the inner peripheral surface of the stator holder 33. This makes it possible to make the relay line member 70 less susceptible to the effects of heat from the stator holder 33, even if the stator holder 33 becomes hot when the rotating electric machine 10 is in operation.
- a ring-shaped bus bar 61 is provided, and the bus bar 61 is connected to the power line 71.
- the power line 71 is also drawn out toward the axial center side of the end plate 35 through the through hole 82a in the end plate 35.
- the bus bar 61 can be installed and connected to the power line 71 in the region isolated by the end plate 35 from the cavity 38 of the stator holder 33, and a suitable configuration can be realized from the standpoint of protecting the bus bar 61 and the power line connection.
- the power line connection portion (the connection portion between the bus bar 61 and the power line 71) is disposed radially inward, but by providing a crank-shaped bent portion 71a on the power line 71, the power line 71 can be disposed close to the inner wall of the stator holder 33 on the inner periphery side of the stator holder 33, which contributes to effective use of the hollow space on the inner periphery side of the stator holder 33.
- each partial winding 41 are regulated in position by a position regulating section consisting of a protruding section 36 that protrudes radially outward at the open end side of the stator holder 33.
- a position regulating section consisting of a protruding section 36 that protrudes radially outward at the open end side of the stator holder 33.
- connection portion between the coil end portion of the stator winding 31 and the wiring portion is covered with a resin layer 90, which prevents problems such as short circuits and deterioration caused by the exposed connection portion.
- resin layer 90 makes it possible to position the wiring portion, it is also possible to simplify the configuration for positioning the wiring portion.
- the end plate portion 35 of the stator holder 33 is axially opposed to the transition portion 43 that is bent radially inward in the partial winding 41, and a resin layer 90 is formed by resin molding in the opposing portion in an area that includes a part of the wiring portion. This makes it possible to suppress inconveniences such as short circuits and deterioration caused by the wiring portion being exposed on the coil end area CE1 side.
- the protrusion portion 36 faces the axial direction from the same direction as the end plate portion 35 side with respect to the transition portion 43 bent radially outward in the partial winding 41.
- resin can be filled from the same axial side on both axial sides of the stator holder 33 (the end plate portion 35 side and the opposite side), and in a configuration having resin layers 90 on both axial sides, the formation of the resin layers 90 can be easily carried out.
- the rotating electric machine 200 is an outer rotor type surface magnet type polyphase AC motor, and is used, for example, as an in-wheel motor for a vehicle.
- FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of the rotating electric machine 200.
- the rotating electric machine 200 includes a rotor 210 and a stator 220 arranged radially inside the rotor 210.
- the rotor 210 and the stator 220 are arranged facing each other in the radial direction with an air gap between them.
- the rotor 210 is integrated with a hub 201 that is fixed to a wheel of a vehicle (not shown), while the stator 220 is integrated with a substantially cylindrical spindle 202 that is fixed to a vehicle body (not shown).
- the hub 201 is rotatably supported by a pair of bearings 203, 204 relative to the spindle 202.
- a rotor cover 205 is fixed to one axial end of the rotor 210 (the base end of the spindle 202).
- the rotor cover 205 is in the shape of an annular plate, and is fixed to the rotor 210 by a fastener such as a bolt, with a bearing 206 interposed between the part that faces the stator 220 in the radial direction.
- the rotor 210 has a substantially cylindrical rotor carrier 211 and an annular magnet unit 212 fixed to the rotor carrier 211.
- the magnet unit 212 corresponds to the "magnetic flux generating section.”
- the rotor carrier 211 has a cylindrical section 213 and an end plate section 214 that is provided on one axial end side of the cylindrical section 213 and extends radially.
- the magnet unit 212 is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical section 213.
- the other axial end side of the rotor carrier 211 is open.
- the rotor carrier 211 functions as a magnet holding member.
- the magnet unit 212 has a configuration similar to that of the magnet unit 22 already described, and a description thereof will be omitted.
- the stator 220 has a stator winding 221, a stator core 222, and a stator holder 223.
- the stator core 222 and the stator holder 223 are integrated with the stator core 222 on the radial outside, and the stator winding 221 is assembled to the radial outside.
- the stator holder 223 is generally cylindrical with a bottom, and has a cylindrical portion 224, a bottom portion 225 on one axial end side, and a protruding portion 226 provided toward the radial outside at the other axial end side.
- the bottom portion 225 is disposed on the opposite axial side to the end plate portion 214 of the rotor carrier 211.
- the axial end face of the stator holder 223 on the opposite side to the bottom portion 225 faces the end plate portion 214 of the rotor carrier 211.
- the side opposite the bottom portion of the stator holder 223 is the coil end area CE1
- the side of the bottom portion 225 is the coil end area CE2.
- the stator holder 223 corresponds to the "base member.” Note that the assembly of the stator core 222 and the stator holder 223 may correspond to the base member.
- the stator 220 has a teethless structure, similar to the stator 30 described above.
- the stator winding 221 is a three-phase winding, like the stator winding 31 described above, and has a plurality of partial windings 231, which are unit coils.
- the partial winding 231 is an air-core coil formed by winding a conductor material in multiple layers, and has a pair of intermediate conductor parts 232 spaced a predetermined distance apart in the circumferential direction, and a pair of transition parts 233, 234 that connect the pair of intermediate conductor parts 232 at both axial ends, and is formed into a ring shape by the pair of intermediate conductor parts 232 and the pair of transition parts 233, 234.
- One of the pair of intermediate conductor parts 232 in the partial winding 231 of the other phase is disposed between the pair of intermediate conductor parts 232 in the partial winding 231, so that the intermediate conductor parts 232 of each phase are disposed adjacent to each other in the circumferential direction.
- Each partial winding 231 includes a partial winding 231A (first partial winding) in which the transition section 233 is bent radially inward, and a partial winding 231B (second partial winding) in which the transition section 233 is bent radially outward.
- the stator winding 221 is fixed to the stator holder 223 by position control parts 241, 242 at each coil end on both axial sides.
- an annular bus bar 251 is provided at the axial end of the stator 220, which is electrically connected to each partial winding 231 of the stator winding 221.
- the bus bar 251 includes a bus bar for each phase as a conductive member and a bus bar for a neutral line, and may be integrated, for example, as a wiring module.
- the bus bar 251 is provided in the region of the coil ends on both axial sides of the stator 220 on the opposite axial side (the side of the end plate portion 214 of the rotor carrier 211) from the bottom portion 225 of the stator holder 223, that is, in the separation region S1 between the end plate portion 214 and the coil ends on both axial sides of the stator holder 223 facing the end plate portion 214 of the rotor carrier 211.
- the bus bar 251 is connected to the power lines 252 of each phase.
- the power lines 252 of each phase may be integrated with an insulating material to form a relay line member.
- the power lines 252 are made of plate-shaped conductors (bus bars) and are covered while being arranged in a circumferential direction.
- the power lines 252 are arranged in a row so that the bus bar plate surfaces are aligned in a straight line. This makes the relay line member flat and plate-shaped.
- the relay line member is attached to the base member with its flat surface facing the inner peripheral surface of the stator holder 223.
- the relay line member may be attached to the stator holder 223 while being spaced apart from the inner peripheral surface of the stator holder 223.
- the bus bar 251 and the power lines 252 correspond to the "wiring section".
- the power line 252 (relay line member) extends axially within the stator holder 223 and is electrically connected to a terminal portion 253 fixed to the axial end face of the stator holder 223 via a through hole 225a provided in the bottom portion 225 of the stator holder 223.
- the assembly in which the stator winding 221 and the bus bar 251 are attached to the stator holder 223 is resin molded, and a resin layer 260 is formed in an area that includes at least each coil end on both axial sides.
- the dotted portion is the resin layer 260.
- a bus bar 251 is provided in a separation area S1 formed between the end plate portion 214 of the rotor carrier 211 and the axial end face of the stator holder 223, and a power line 252 is provided so as to extend in the axial direction on the radial inside of the bus bar 251.
- the coil end mold portion 260a on the coil end area CE1 side of the resin layer 260 is disposed in the separation area S1, and the power line 252 is drawn out from the coil end mold portion 260a toward the axial center of the stator holder 223.
- the coil end molded part 260a is provided in a circumferential ring shape, and a protruding part 260b (protruding part) that protrudes radially inward from the cylindrical part 224 of the stator holder 223 is provided at a part of the circumferential direction.
- the protruding part 260b protrudes inward from the inner peripheral surface of the stator holder 223, and the power line 252 is drawn out in the axial direction from the axial end face.
- the resin layer 260 is formed so that the protruding part 260b of the coil end molded part 260a does not overlap the inner peripheral surface of the stator holder 223, but instead, the resin layer 260 may be formed so that the protruding part 260b overlaps the inner peripheral surface of the stator holder 223.
- the resin layer 260 has the following configuration. That is, in the stator holder 223, the coil end area CE1 side (first end) of both axial ends faces the transition portion 233 bent radially inward in the partial winding 231A in the axial direction, and the resin layer 260 is formed in the facing portion in an area including a part of the wiring portion.
- the protrusion portion 226 on the coil end area CE2 side (second end) of both axial ends faces the transition portion 233 bent radially outward in the partial winding 231B in the axial direction from the same direction as the CE1 side, and the resin layer 260 is formed in the facing portion by resin molding.
- the wiring section can be fixed by the resin layer 260 in the narrow separation area S1 between the axial end face of the stator holder 223 and the end plate portion 214 of the rotor carrier 211. Furthermore, by drawing out the power lines 252 from the resin layer 260, the power lines 252 can be preferably drawn out while efficiently utilizing the space between the axial end face of the stator holder 223 and the end plate portion 214 of the rotor carrier 211. As a result, the wiring section connected to the stator winding 221 can be preferably positioned.
- the resin layer 260 is formed with a protruding portion that protrudes radially inward from the cylindrical portion 224 of the stator holder 223, and the power lines 252 are pulled out in the axial direction from the axial end face of the protruding portion.
- the power lines 252 extending in the axial direction from one axial end side of the stator 220 can be suitably molded in resin in an area that includes at least the coil end area CE1.
- the axial end face of the stator holder 223 on the CE1 side is axially opposed to the transition portion 233 bent radially inward in the partial winding 231, and a resin layer 260 is formed in the opposed portion over an area that includes part of the wiring. This makes it possible to prevent problems such as short circuits and deterioration caused by the wiring being exposed on the coil end area CE1 side.
- the overhanging portion 226 faces the axial direction from the same direction as the CE2 side with respect to the transition portion 233 that is bent radially outward in the partial winding 231.
- resin can be filled from the same axial side on both axial sides (CE1 side and CE2 side) of the stator holder 223, and in a configuration having the resin layer 260 on both axial sides, the formation of the resin layer 260 can be easily performed.
- the stator winding 31 is not limited to one using a plurality of partial windings 41, and may be configured by winding a conductor using wave winding. In this case, it is preferable that the stator winding 31 formed into a cylindrical shape by wave winding is assembled to the cylindrical stator core 32. The same applies to the stator winding 221 of the second embodiment.
- a surface magnet type rotor is used as the rotor 20, 210, but instead, a recessed magnet type rotor or a field coil type rotor may be used.
- the resin layer 260 may be configured as shown in FIG. 12.
- the coil end molded portion 260a which is provided in a circumferential ring shape on the coil end area CE1 side, does not have a protruding portion 260b (protruding portion) that protrudes radially inward beyond the cylindrical portion 224 of the stator holder 223.
- the power line 252 (relay line member) is pulled out radially inward from the coil end molded portion 260a and is stretched in the axial direction by bending.
- the disclosure in this specification is not limited to the exemplified embodiments.
- the disclosure includes the exemplified embodiments and modifications based thereon by those skilled in the art.
- the disclosure is not limited to the combination of parts and/or elements shown in the embodiments.
- the disclosure can be implemented in various combinations.
- the disclosure can have additional parts that can be added to the embodiments.
- the disclosure includes the omission of parts and/or elements of the embodiments.
- the disclosure includes the substitution or combination of parts and/or elements between one embodiment and another embodiment.
- the technical scope of the disclosure is not limited to the description of the embodiments. Some technical scopes disclosed are indicated by the description of the claims, and should be interpreted as including all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the claims.
- An outer rotor type rotating electric machine (10) comprising a stator (30) having a stator winding (31) and a cylindrical base member (33) to which the stator winding is attached, the rotor being disposed radially outside the stator,
- the rotor carrier has a first end plate portion (24) provided on one axial end side of the rotor and extending in a radial direction, and the other axial end side is open,
- the base member has a second end plate portion (35) provided on one axial end side of the stator and extending in a radial direction, and the other axial end side is open,
- a wiring portion (60, 70) for supplying power to the stator winding is connected to the stator wind
- the stator winding is a polyphase winding having a plurality of phase windings, and has a power line (71) provided for each phase as the wiring portion,
- the power lines are integrated with an insulating material to form a relay line member (70), 2.
- Configuration 3 The rotating electric machine described in configuration 2, wherein the relay line member is formed into a flat plate shape by arranging each of the power lines in a circumferential direction, and is attached to the base member with its flat surface facing the inner circumferential surface of the base member.
- [Configuration 4] The rotating electric machine according to configuration 3, wherein the relay line member is attached to the base member in a state spaced apart from an inner circumferential surface of the base member.
- the wiring portion is a bus bar (61) provided in the spaced region between the first end plate portion and the second end plate portion, the bus bar having an annular shape and connected to a coil end portion of the stator winding; a power line (71) connected to the bus bar in the spaced apart region and for inputting and outputting power to and from the stator winding,
- the rotating electric machine according to any one of configurations 1 to 4, wherein the power line is drawn out through the through hole toward the axial center side of the second end plate portion.
- the stator winding has a phase winding consisting of a plurality of partial windings (41) for each phase,
- the partial windings are air-core coils having a pair of intermediate conductor portions (42) spaced a predetermined distance apart in the circumferential direction, and transition portions (43, 44) that are provided at one and the other axial ends and connect the pair of intermediate conductor portions in an annular manner, and the intermediate conductor portions of different partial windings are arranged side by side in the circumferential direction in close proximity to each other,
- a rotating electric machine as described in configuration or 6, in which a position regulating portion (36) is provided on the open end side of the base member opposite the second end plate portion in the axial direction, protruding radially outward, for regulating the position of the jumper portion of the partial winding.
- the stator winding has a phase winding consisting of a plurality of partial windings (41) for each phase,
- the partial winding is an air-core coil having a pair of intermediate conductor portions (42) spaced a predetermined distance apart in the circumferential direction, and transition portions (43, 44) that are provided on one and the other axial ends and annularly connect the pair of intermediate conductor portions, one of the pair of intermediate conductor portions in the partial winding of another phase is disposed between the pair of intermediate conductor portions in the partial winding, such that the intermediate conductor portions of each phase are disposed adjacent to each other in the circumferential direction,
- the partial windings include a first partial winding (41A) in which only the jumper portion at one axial end of both axial sides is bent radially inward, and a second partial winding (41B) in which only the jumper portion at the other axial end of both axial sides is bent radially outward, In the base member, The second end plate portion faces the jumper portion bent
- a rotor (20, 210) including a magnetic flux generating portion (22, 212) that generates magnetic flux at each of magnetic poles arranged in a circumferential direction, and a rotor carrier (21, 211) that is cylindrical and holds the magnetic flux generating portion;
- An outer rotor type rotating electric machine (10, 200) including a stator (30, 220) having a stator winding (31, 221) and a cylindrical base member (33, 223) to which the stator winding is attached, the rotor being disposed radially outside the stator,
- the rotor carrier has an end plate portion (24, 214) provided on one axial end side of the rotor and extending in a radial direction, an axial end surface of the base member faces the end plate portion of the rotor carrier;
- a wiring portion (60, 70, 251, 252) for supplying power to the stator winding is connected to the stator winding, the wiring portion is disposed in an area including a spaced region between the end plate portion
- the wiring portion is a bus bar (251) provided in the spaced region between the end plate portion of the rotor carrier and the axial end surface of the base member, the bus bar having an annular shape and connected to a coil end portion of the stator winding; a power line (252) connected to the bus bar in the spaced apart region and for inputting and outputting power to and from the stator winding;
- the rotating electric machine described in configuration 10 wherein the resin layer has a protruding portion (260b) that protrudes radially inward from the cylindrical portion (224) of the base member, and the wiring portion is pulled out in the axial direction from the axial end face of the protruding portion.
- the stator winding has a phase winding consisting of a plurality of partial windings (41, 231) for each phase
- the partial winding is an air-core coil having a pair of intermediate conductor portions (42, 232) spaced a predetermined distance apart in the circumferential direction, and transition portions (43, 44, 233, 234) that are provided on one and the other axial ends and connect the pair of intermediate conductor portions in an annular manner, one of the pair of intermediate conductor portions in the partial winding of another phase is disposed between the pair of intermediate conductor portions in the partial winding, such that the intermediate conductor portions of each phase are disposed adjacent to each other in the circumferential direction
- the partial windings include a first partial winding (41A, 231A) in which only the jumper portion at one axial end of both axial sides is bent radially inward, and a second partial winding (41B, 231B) in which only the jumper portion at the other axial end of both axial sides is bent
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Abstract
回転電機(10)において、固定子(30)の径方向外側には回転子(20)が配置されている。回転子キャリア(21)は、回転子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる第1端板部(24)を有し、軸方向他端側は開放されている。ベース部材(33)は、固定子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる第2端板部(35)を有し、軸方向他端側は開放されている。固定子巻線(31)には、固定子巻線に対して電力を供給する配線部(60,70)が接続されている。回転子キャリアの第1端板部と、ベース部材の第2端板部とは、軸方向両側のうち同じ側で対向配置されており、それら各端板部の間の離間領域と、第2端板部に設けられ軸方向に貫通する貫通孔(82a)とを介して、第2端板部よりも軸方向中心側に配線部が引き出されている。
Description
本出願は、2022年11月25日に出願された日本出願番号2022-188689号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
この明細書における開示は、回転電機に関する。
回転電機として、回転子を径方向外側、固定子を径方向内側に配置したアウタロータ式の回転電機が知られている(例えば特許文献1参照)。このアウタロータ式の回転電機では、回転子において、有底筒状(カップ状)をなす回転子キャリアにより磁石等が保持され、その回転子キャリア内に、固定子巻線を有する固定子が収容される構成となっている。
ここで、回転子キャリアの軸方向一端側の端板部の付近、言うなれば有底筒状の回転子キャリアの底部付近に、固定子巻線に接続されるバスバー等を含む配線モジュールや、その配線モジュールに対して電力の入出力を行わせる電力線といった配線部を設置する構成が考えられる。その構成例の1つとしては、回転子キャリアの端板部と、固定子において固定子巻線が組み付けられる固定子ホルダの軸方向一端側の端板部とを、軸方向両端のうち一方の側に寄せて配置するとともに、それら各端板部の間に軸受を組み付けて回転子キャリア(回転子)を回転可能に支持する構成が考えられる。この場合、固定子ホルダ内に形成される空洞部を軸方向一端側に開放し、部品収容空間として用いることが可能となる。例えば、回転電機をインホイールモータとして用いる場合には、固定子ホルダの空洞部にブレーキ装置等を配することが考えられる。
固定子ホルダ内の空洞部を軸方向一端側に開放する場合には、バスバー等の配線部を開放側と逆側、すなわち回転子キャリアの端板部側(底部側)に配置することが考えられる。この場合、バスバー等の配線部について設置の場所が制約されるため、技術的な工夫を要することが考えられる。なお、必ずしも回転子キャリアの端板部と固定子ホルダの端板部とを軸方向片側に寄せて配置する構成でなくても、バスバー等の配線部を回転子キャリアの端板部側(底部側)に配置することが考えられ、かかる場合にも同様に技術的な工夫を要すると考えられる。
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、固定子巻線に接続される配線部を好適に配置することができる回転電機を提供することを目的とする。
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
手段1は、
周方向に並ぶ各磁極で磁束を発生させる磁束発生部と、円筒状をなし前記磁束発生部を保持する回転子キャリアとを有する回転子と、
固定子巻線と、円筒状をなし前記固定子巻線が組み付けられるベース部材とを有する固定子と、を備え、前記固定子の径方向外側に前記回転子が配置されているアウタロータ式の回転電機であって、
前記回転子キャリアは、前記回転子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる第1端板部を有し、軸方向他端側は開放されており、
前記ベース部材は、前記固定子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる第2端板部を有し、軸方向他端側は開放されており、
前記固定子巻線には、当該固定子巻線に対して電力を供給する配線部が接続されており、
前記回転子キャリアの前記第1端板部と、前記ベース部材の前記第2端板部とが、軸方向両側のうち同じ側で対向配置されており、それら各端板部の間の離間領域と、前記第2端板部に設けられ軸方向に貫通する貫通孔とを介して、前記第2端板部よりも軸方向中心側に前記配線部が引き出されている。
周方向に並ぶ各磁極で磁束を発生させる磁束発生部と、円筒状をなし前記磁束発生部を保持する回転子キャリアとを有する回転子と、
固定子巻線と、円筒状をなし前記固定子巻線が組み付けられるベース部材とを有する固定子と、を備え、前記固定子の径方向外側に前記回転子が配置されているアウタロータ式の回転電機であって、
前記回転子キャリアは、前記回転子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる第1端板部を有し、軸方向他端側は開放されており、
前記ベース部材は、前記固定子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる第2端板部を有し、軸方向他端側は開放されており、
前記固定子巻線には、当該固定子巻線に対して電力を供給する配線部が接続されており、
前記回転子キャリアの前記第1端板部と、前記ベース部材の前記第2端板部とが、軸方向両側のうち同じ側で対向配置されており、それら各端板部の間の離間領域と、前記第2端板部に設けられ軸方向に貫通する貫通孔とを介して、前記第2端板部よりも軸方向中心側に前記配線部が引き出されている。
上記構成では、アウタロータ式の回転電機において、回転子が円筒状の回転子キャリアを有し、固定子が円筒状のベース部材を有しており、軸方向一端の側に、回転子キャリアの第1端板部とベース部材の第2端板部とが対向配置される一方、回転子キャリア及びベース部材の軸方向他端の側が開放される構成となっている。これにより、ベース部材の内周側の空洞部の有効利用が可能となっている。また、各端板部の間の離間領域とベース部材の第2端板部に設けられた貫通孔とを介して、第2端板部よりも軸方向中心側に、固定子巻線に接続された配線部を引き出す構成とした。これにより、軸方向に互いに対向する回転子キャリアの第1端板部とベース部材の第2端板部との間のスペースを効率良く利用しつつ、電力線を好適に引き出すことができる。その結果、固定子巻線に接続される配線部を好適に配置することができる。
手段2では、前記固定子巻線は複数の相巻線を有する多相巻線であり、前記配線部として相ごとに設けられた電力線を有しており、前記各電力線を絶縁材により一体化することで中継線部材が形成されており、前記中継線部材が前記ベース部材に取り付けられた状態で、前記各電力線が、前記貫通孔を介して前記第2端板部よりも軸方向中心側に引き出されている。
上記構成によれば、各相の電力線を中継線部材として一体化して設け、その中継線部材をベース部材に取り付ける構成とした。そして、その取り付け状態で、各電力線を、貫通孔を介して第2端板部よりも軸方向中心側に引き出す構成とした。これにより、相ごとに複数の電力線を有する構成において、それら各電力線をベース部材の開放側に好適に引き出すことができる。
手段3では、前記中継線部材は、前記各電力線を周方向に並べて配置することで扁平板状をなしており、その扁平面が前記ベース部材の内周面に対向する状態で、前記ベース部材に取り付けられている。
中継線部材を、各電力線を周方向に並べて扁平板状に形成し、扁平面がベース部材の内周面に対向する状態でベース部材に取り付ける構成とした。これにより、ベース部材の内周側の中空スペースを活用する上で、中継線部材(電力線)が邪魔になることを抑制できる。
手段4では、前記中継線部材は、前記ベース部材の内周面から離間した状態で前記ベース部材に取り付けられている。
中継線部材を、ベース部材の内周面から離間した状態でベース部材に取り付ける構成としたため、回転電機の作動時にベース部材が高温になっても、その中継線部材においてベース部材の熱の影響を受けにくくすることができる。
手段5では、前記配線部は、前記第1端板部及び前記第2端板部の間の前記離間領域に設けられ、環状をなし前記固定子巻線のコイルエンド部に接続されたバスバーと、前記離間領域において前記バスバーに接続され、前記固定子巻線に対する電力の入出力を行わせる電力線と、を有しており、前記電力線が、前記貫通孔を介して、前記第2端板部よりも軸方向中心側に引き出されている。
第1端板部及び第2端板部の間の離間領域において、環状のバスバーを設け、かつバスバーと電力線との接続を行う構成とした。また、電力線を、貫通孔を介して、第2端板部よりも軸方向中心側に引き出す構成とした。この場合、ベース部材の空洞部から第2端板部により隔離された領域において、バスバーの設置や電力線との接続を行わせることができ、それらバスバーや電力線接続部の保護の観点からしても好適な構成が実現できる。
手段6では、前記固定子巻線のコイルエンド部は、前記ベース部材の軸方向端面よりも軸方向に突出し、そのコイルエンド部の径方向内側に前記バスバーが配置されており、前記バスバーの径方向内側で、当該バスバーと前記電力線とが電気的に接続されており、前記電力線には、前記バスバーとの接続部よりも径方向外側にクランク状に屈曲された屈曲部が設けられている。
固定子巻線のコイルエンド部の径方向内側に環状のバスバーが配置されるとともに、そのバスバーの径方向内側においてバスバーと電力線とが電気的に接続されている構成では、固定子巻線のコイルエンド部とバスバーと電力線接続部とを径方向に並べて配置することにより、回転電機の軸長の短縮を図ることができる。この場合、電力線接続部(バスバーと電力線との接続部)が径方向の内寄りに配置されることになるが、電力線にクランク状の屈曲部を設けることにより、ベース部材の内周側において電力線をベース部材の内周壁に近づけて配置することができ、ひいてはベース部材の内周側の中空スペースの有効利用に貢献できる。
手段7では、
前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部とを有する空芯コイルであり、互いに異なる部分巻線の各中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記ベース部材において、前記第2端板部とは軸方向逆側の開放端側には、径方向外側に張り出した状態で、前記部分巻線の前記渡り部を位置規制する位置規制部が設けられている。
前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部とを有する空芯コイルであり、互いに異なる部分巻線の各中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記ベース部材において、前記第2端板部とは軸方向逆側の開放端側には、径方向外側に張り出した状態で、前記部分巻線の前記渡り部を位置規制する位置規制部が設けられている。
上記構成では、固定子巻線が、空芯コイルである複数の部分巻線からなり、その部分巻線の渡り部が、ベース部材の開放端側において、径方向外側に張り出した状態で設けられた位置規制部により位置規制されている。これにより、周方向に並べて配置される各部分巻線を、安定状態で支持することができる。ここで、上記の位置規制構造によれば、ベース部材の開放端側において環状バスバーの設置スペースを確保しづらくなることが考えられるが、上記のとおりベース部材の開放端の反対側に環状バスバーを配置した構成としたため、環状バスバーの好適な配置が可能となっている。
手段8では、前記第1端板部及び前記第2端板部の間の前記離間領域において、前記固定子巻線のコイルエンド部と前記配線部とを覆う状態で樹脂モールドにより樹脂層が形成されている。
上記構成によれば、第1端板部及び第2端板部の間の離間領域において、固定子巻線のコイルエンド部と配線部との接続部分が樹脂層により覆われ、当該接続部分が露出することによる短絡や劣化等の不都合を抑制できる。また、樹脂層による配線部の位置決めが可能となるため、配線部の位置決めのための構成を簡略化することも可能となる。
手段9では、
前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部とを有する空芯コイルであり、
前記部分巻線における前記一対の中間導線部の間に、他相の前記部分巻線における前記一対の中間導線部のうち一方の中間導線部が配置されることで、各相の前記中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記部分巻線には、軸方向両側のうち軸方向一端側の前記渡り部のみが径方向内側に屈曲された第1部分巻線と、軸方向両側のうち軸方向他端側の前記渡り部のみが径方向外側に屈曲された第2部分巻線とが含まれており、
前記ベース部材において、
前記第2端板部が、前記第1部分巻線において径方向内側に屈曲された前記渡り部に軸方向に対向しており、その対向部分に、前記配線部を含む範囲で樹脂モールドにより樹脂層が形成されている一方で、
前記第2端板部とは逆側の軸方向端部に設けられ径方向外側に張り出した張出部が、前記第2部分巻線において径方向外側に屈曲された前記渡り部に対して、前記第2端板部の側と同じ方向から軸方向に対向しており、その対向部分に、樹脂モールドにより樹脂層が形成されている。
前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部とを有する空芯コイルであり、
前記部分巻線における前記一対の中間導線部の間に、他相の前記部分巻線における前記一対の中間導線部のうち一方の中間導線部が配置されることで、各相の前記中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記部分巻線には、軸方向両側のうち軸方向一端側の前記渡り部のみが径方向内側に屈曲された第1部分巻線と、軸方向両側のうち軸方向他端側の前記渡り部のみが径方向外側に屈曲された第2部分巻線とが含まれており、
前記ベース部材において、
前記第2端板部が、前記第1部分巻線において径方向内側に屈曲された前記渡り部に軸方向に対向しており、その対向部分に、前記配線部を含む範囲で樹脂モールドにより樹脂層が形成されている一方で、
前記第2端板部とは逆側の軸方向端部に設けられ径方向外側に張り出した張出部が、前記第2部分巻線において径方向外側に屈曲された前記渡り部に対して、前記第2端板部の側と同じ方向から軸方向に対向しており、その対向部分に、樹脂モールドにより樹脂層が形成されている。
上記構成によれば、ベース部材の第2端板部が、第1部分巻線において径方向内側に屈曲された渡り部に軸方向に対向しており、その対向部分において配線部を含む範囲で樹脂モールドにより樹脂層が形成されている。これにより、回転子キャリアの第1端板部とベース部材の第2端板部との間のエリアにおいて、配線部が露出することによる短絡や劣化等の不都合を抑制できる。
また、ベース部材において第2端板部とは逆側の軸方向端部では、第2部分巻線において径方向外側に屈曲された渡り部に対して、張出部が第2端板部の側と同じ方向から軸方向に対向している。この場合、ベース部材の軸方向両側(第2端板部の側とその逆側)において、軸方向の同じ側からの樹脂充填が可能となり、軸方向両側に樹脂層を有する構成において、樹脂層の形成を簡易に実施できるものとなっている。
手段10は、
周方向に並ぶ各磁極で磁束を発生させる磁束発生部と、円筒状をなし前記磁束発生部を保持する回転子キャリアとを有する回転子と、
固定子巻線と、円筒状をなし前記固定子巻線が組み付けられるベース部材とを有する固定子と、を備え、前記固定子の径方向外側に前記回転子が配置されているアウタロータ式の回転電機であって、
前記回転子キャリアは、前記回転子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる端板部を有し、
前記ベース部材は、その軸方向端面が前記回転子キャリアの前記端板部に対向しており、
前記固定子巻線には、当該固定子巻線に対して電力を供給する配線部が接続されており、
前記ベース部材の軸方向両側のうち前記回転子キャリアの前記端板部に対向する側において当該端板部との間の離間領域を含むエリアに、前記配線部が配されており、
前記離間領域に、前記配線部の一部を覆う樹脂層が設けられ、その樹脂層から前記配線部が引き出されている。
周方向に並ぶ各磁極で磁束を発生させる磁束発生部と、円筒状をなし前記磁束発生部を保持する回転子キャリアとを有する回転子と、
固定子巻線と、円筒状をなし前記固定子巻線が組み付けられるベース部材とを有する固定子と、を備え、前記固定子の径方向外側に前記回転子が配置されているアウタロータ式の回転電機であって、
前記回転子キャリアは、前記回転子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる端板部を有し、
前記ベース部材は、その軸方向端面が前記回転子キャリアの前記端板部に対向しており、
前記固定子巻線には、当該固定子巻線に対して電力を供給する配線部が接続されており、
前記ベース部材の軸方向両側のうち前記回転子キャリアの前記端板部に対向する側において当該端板部との間の離間領域を含むエリアに、前記配線部が配されており、
前記離間領域に、前記配線部の一部を覆う樹脂層が設けられ、その樹脂層から前記配線部が引き出されている。
上記構成では、アウタロータ式の回転電機において、ベース部材の軸方向両側のうち回転子キャリアの端板部に対向する側に、その端板部との間となる離間領域が形成され、その離間領域を含むエリアに配線部が配され、かつ当該離間領域に、配線部の一部を覆う樹脂層が設けられている。これにより、ベース部材の軸方向端面と回転子キャリアの端板部との間の狭小な離間領域において、樹脂層による配線部の固定が可能となっている。また、樹脂層から配線部が引き出されていることで、軸方向に互いに対向するベース部材の軸方向端面と回転子キャリアの端板部との間のスペースを効率良く利用しつつ、電力線を好適に引き出すことができる。その結果、固定子巻線に接続される配線部を好適に配置することができる。
手段11では、前記配線部は、前記回転子キャリアの前記端板部と前記ベース部材の軸方向端面との間の前記離間領域に設けられ、環状をなし前記固定子巻線のコイルエンド部に接続されたバスバーと、前記離間領域において前記バスバーに接続され、前記固定子巻線に対する電力の入出力を行わせる電力線と、を有しており、前記樹脂層は、前記ベース部材の円筒部よりも径方向内側にはみ出たはみ出し部分を有しており、そのはみ出し部分の軸方向端面から、前記配線部が軸方向に引き出されている。
上記構成によれば、樹脂層として、ベース部材の円筒部よりも径方向内側にはみ出たはみ出し部分が形成され、そのはみ出し部分の軸方向端面から、配線部が軸方向に引き出されている。この場合、固定子の軸方向一端側から軸方向に延びる配線部について、少なくともコイルエンドエリアを含む範囲で好適に樹脂モールドの状態にすることができる。
手段12では、
前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部とを有する空芯コイルであり、
前記部分巻線における前記一対の中間導線部の間に、他相の前記部分巻線における前記一対の中間導線部のうち一方の中間導線部が配置されることで、各相の前記中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記部分巻線には、軸方向両側のうち軸方向一端側の前記渡り部のみが径方向内側に屈曲された第1部分巻線と、軸方向両側のうち軸方向他端側の前記渡り部のみが径方向外側に屈曲された第2部分巻線とが含まれており、
前記ベース部材において、
軸方向両端のうち第1端部が、前記第1部分巻線において径方向内側に屈曲された前記渡り部に軸方向に対向しており、その対向部分に、前記配線部の一部を含む範囲で前記樹脂層が形成されている一方で、
軸方向両端のうち第2端部に設けられ径方向外側に張り出した張出部が、前記第2部分巻線において径方向外側に屈曲された前記渡り部に対して、前記第1端部の側と同じ方向から軸方向に対向しており、その対向部分に、樹脂モールドにより樹脂層が形成されている。
前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部とを有する空芯コイルであり、
前記部分巻線における前記一対の中間導線部の間に、他相の前記部分巻線における前記一対の中間導線部のうち一方の中間導線部が配置されることで、各相の前記中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記部分巻線には、軸方向両側のうち軸方向一端側の前記渡り部のみが径方向内側に屈曲された第1部分巻線と、軸方向両側のうち軸方向他端側の前記渡り部のみが径方向外側に屈曲された第2部分巻線とが含まれており、
前記ベース部材において、
軸方向両端のうち第1端部が、前記第1部分巻線において径方向内側に屈曲された前記渡り部に軸方向に対向しており、その対向部分に、前記配線部の一部を含む範囲で前記樹脂層が形成されている一方で、
軸方向両端のうち第2端部に設けられ径方向外側に張り出した張出部が、前記第2部分巻線において径方向外側に屈曲された前記渡り部に対して、前記第1端部の側と同じ方向から軸方向に対向しており、その対向部分に、樹脂モールドにより樹脂層が形成されている。
上記構成によれば、ベース部材の第1端部側の軸方向端面が、第1部分巻線において径方向内側に屈曲された渡り部に軸方向に対向しており、その対向部分において配線部の一部を含む範囲で樹脂モールドにより樹脂層が形成されている。これにより、ベース部材の軸方向端面と回転子キャリアの端板部との間のエリアにおいて、配線部が露出することによる短絡や劣化等の不都合を抑制できる。
また、ベース部材において第2端部側では、第2部分巻線において径方向外側に屈曲された渡り部に対して、張出部が第1端部側と同じ方向から軸方向に対向している。この場合、ベース部材の軸方向両側において、軸方向の同じ側からの樹脂充填が可能となり、軸方向両側に樹脂層を有する構成において、樹脂層の形成を簡易に実施できるものとなっている。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、回転電機の全体を示す斜視図であり、
図2は、回転電機の平面図であり、
図3は、回転電機の縦断面図であり、
図4は、固定子の構成を示す斜視図であり、
図5は、固定子の分解斜視図であり、
図6は、固定子ホルダと中継線部材との分解斜視図であり、
図7は、固定子を含むアセンブリに樹脂モールドが施された状態を示す斜視図であり、
図8は、固定子に対して金型を装着した状態を示す縦断面図であり、
図9は、固定子ホルダの貫通孔周辺を拡大して示す断面図であり、
図10は、第2実施形態における回転電機の縦断面図であり、
図11は、コイルエンドモールド部分の突出部分を示す図であり、
図12は、第2実施形態における変形例を示す図である。
(第1実施形態)
以下、本開示に係る回転電機を具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態における回転電機は、例えば車両動力源として用いられるものとなっている。ただし、回転電機は、産業用、車両用、航空機用、家電用、OA機器用、遊技機用などとして広く用いられることが可能となっている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
以下、本開示に係る回転電機を具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態における回転電機は、例えば車両動力源として用いられるものとなっている。ただし、回転電機は、産業用、車両用、航空機用、家電用、OA機器用、遊技機用などとして広く用いられることが可能となっている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
回転電機10の概要を図1~図3に示す。図1は、回転電機10の全体を示す斜視図であり、図2は、回転電機10の平面図であり、図3は、回転電機10の縦断面図(図2の3-3線断面図)である。以下の記載では、回転電機10において、回転軸線の延びる方向を軸方向とし、回転軸線の中心から放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸線を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。
回転電機10は、アウタロータ式の表面磁石型多相交流モータであり、回転子20と、回転子20の径方向内側に配置された固定子30とを備えている。回転子20及び固定子30はそれぞれ円筒状をなしており、円環状に延びるエアギャップを挟んで径方向に互いに対向配置されている。
回転子20は、略円筒状の回転子キャリア21と、その回転子キャリア21に固定された環状の磁石ユニット22とを有している。磁石ユニット22が「磁束発生部」に相当する。回転子キャリア21は、円筒状をなす円筒部23と、円筒部23の軸方向一端の側に設けられ、径方向に延びる端板部24とを有している。円筒部23の内周面には磁石ユニット22が固定されている。回転子キャリア21の軸方向他端側は開放されている。回転子キャリア21は、磁石保持部材として機能する。
磁石ユニット22は、回転子キャリア21の円筒部23の内周面に固定された複数の磁石を有している。磁石ユニット22において、磁石は、回転子20の周方向に沿って極性が交互に変わるように並べられている。これにより、磁石ユニット22には、周方向に複数の磁極が形成されている。磁石は、例えば、極異方性の永久磁石であり、固有保磁力が400[kA/m]以上であり、かつ残留磁束密度Brが1.0[T]以上である焼結ネオジム磁石である。ちなみに、回転電機10としては、埋込磁石型の同期機(IPMSM)であってもよい。
回転子キャリア21の端板部24には、回転子20の径方向中心位置に軸受25が固定されている。軸受25は、静止部である外輪部材25aと、回転部である内輪部材25bと、それら外輪部材25a及び内輪部材25bの間に設けられた複数の転動体25c(例えば玉)とを備えている。軸受25の内輪部材25bが回転子20(端板部24)に対して固定され、外輪部材25aが固定子30に対して固定されている。これにより、固定子30に対して回転子20が相対回転可能となっている。
なお、回転電機10が、例えば不図示の車輪に組み付けられるインホールモータとして構成される場合には、軸受25は、車輪の回転中心となるハブに対して固定されるハブベアリングであるとよい。また、回転体である内輪部材25bには、回転電機10の径方向中心において軸方向に延びるシャフトが固定されていてもよい。例えば、回転電機がインホイールモータとして用いられる場合には、そのシャフトにブレーキ装置のブレーキディスクが固定されるとともに、固定子30側にブレーキキャリパが固定されているとよい。
固定子30は、固定子巻線31と、固定子コア32と、固定子ホルダ33とを有している。固定子コア32及び固定子ホルダ33は、固定子コア32を径方向外側として一体化され、その径方向外側に固定子巻線31が組み付けられている。固定子ホルダ33が「ベース部材」に相当する。なお、固定子コア32及び固定子ホルダ33のアセンブリがベース部材に相当する構成であってもよい。
固定子巻線31は、複数の相巻線を有し、各相の相巻線が周方向に所定順序で配置されることで円筒状に形成されている。本実施形態では、固定子巻線31がU,V,W相の3相巻線で構成されている。固定子コア32は、円筒状をなし、バックヨークとして設けられている。
本実施形態において、固定子30は、スロットを形成するためのティースを有していないティースレス構造を有するものである。この構造は以下(A)~(C)のいずれかを用いた構造とすればよい。
(A)固定子30において、周方向における各導線部(後述する中間導線部42)の間に導線間部材が設けられ、かつ導線間部材として、1磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をWt、導線間部材の飽和磁束密度をBs、1磁極における磁石の周方向の幅寸法をWm、磁石ユニット22を構成する磁石の残留磁束密度をBrとした場合に、Wt×Bs≦Wm×Brの関係となる磁性材料が用いられる構造。
(B)固定子30において、周方向における各導線部の間に導線間部材が設けられ、かつ導線間部材として、非磁性材料が用いられる構造。
(C)固定子30において、周方向における各導線部の間に導線間部材が設けられていない構造。
(A)固定子30において、周方向における各導線部(後述する中間導線部42)の間に導線間部材が設けられ、かつ導線間部材として、1磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をWt、導線間部材の飽和磁束密度をBs、1磁極における磁石の周方向の幅寸法をWm、磁石ユニット22を構成する磁石の残留磁束密度をBrとした場合に、Wt×Bs≦Wm×Brの関係となる磁性材料が用いられる構造。
(B)固定子30において、周方向における各導線部の間に導線間部材が設けられ、かつ導線間部材として、非磁性材料が用いられる構造。
(C)固定子30において、周方向における各導線部の間に導線間部材が設けられていない構造。
次に、固定子30のより詳細な構成を図3~図5を用いて説明する。図4は、固定子30の構成を示す斜視図であり、図5は、固定子30の分解斜視図である。
固定子巻線31は、単位コイルである複数の部分巻線41を有し、これら各部分巻線41が周方向に並ぶ状態で配置されることで構成されている。部分巻線41は、導線材を多重に巻回することで構成された空芯コイルであり、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部42と、一対の中間導線部42を軸方向両端でそれぞれ接続する一対の渡り部43,44とを有し、これら一対の中間導線部42と一対の渡り部43,44とにより環状に形成されている。そして、部分巻線41における一対の中間導線部42の間に、他相の部分巻線41における一対の中間導線部42のうち一方の中間導線部42が配置されることで、各相の中間導線部42どうしが近接状態で周方向に並べて配置されている。
軸方向両側の各渡り部43,44は、それぞれコイルエンド部に相当する部分として設けられ、各渡り部43,44のうち、一方の渡り部43は径方向に屈曲形成され、他方の渡り部44は径方向に屈曲されることなく形成されている。各部分巻線41には、渡り部43が径方向内側に屈曲された部分巻線41(図5の部分巻線41A)と、渡り部43が径方向外側に屈曲された部分巻線41(図5の部分巻線41B)とが含まれている。図4で言えば、固定子30において、軸方向一端側(図4の上側)のコイルエンドエリアCE1では、部分巻線41の渡り部43が径方向内側に屈曲され、軸方向他端側(図4の下側)のコイルエンドエリアCE2では、部分巻線41の渡り部43が径方向外側に屈曲されている。
また、図3に示すように、固定子ホルダ33は、固定子コア32の径方向内側に組み付けられる円筒部34と、円筒部34の軸方向一端側において円筒部34の径方向内側に設けられ、径方向に延びる端板部35と、軸方向他端側において円筒部34から径方向外側に向けて設けられた張出部36とを有している。固定子ホルダ33には、軸方向において、回転子キャリア21の端板部24と同じ側に端板部35が設けられている。これにより、回転子キャリア21及び固定子ホルダ33は、軸方向両側のうち一方の側で各端板部24,35が互いに対向し、かつ他方の側でそれぞれ開放されている。回転子キャリア21の端板部24が「第1端板部」に相当し、固定子ホルダ33の端板部35が「第2端板部」に相当する。なお、図5では、固定子コア32の円筒部34に固定子コア32が組み付けられた状態が示されている。
円筒部34には、冷却水等の冷媒を流通させる冷媒通路37が形成されている。冷媒通路37は、軸方向に扁平状に延び、かつ円筒部34に沿って環状に設けられており、入口部と出口部との間で周方向に冷媒を流通させるものとなっている。なお、図1に示すように、円筒部34の内周側には径方向内側に突出する突出部33aが設けられており、その突出部33aに、冷媒通路37の入口部と出口部とが設けられている。
円筒部34を、径方向外側の外筒部材と径方向内側の内筒部材とからなる二重構造とし、それら外筒部材と内筒部材との間の隙間空間が冷媒通路37になっているとよい。不図示とするが、冷媒通路37には、冷媒を循環させる外部循環経路が接続されるようになっている。外部循環経路には、例えば電動式のポンプと、ラジエータ等の放熱装置とが設けられ、ポンプの駆動に伴い循環経路と回転電機10の冷媒通路37とを通じて冷媒が循環する。
端板部35には、軸受25の外輪部材25aが固定されている。端板部35は、その中央部に孔部35aを有しており、その孔部35aを通じて、軸受25が円筒部34内の軸方向中央側に延出している。
固定子30において、固定子ホルダ33の円筒部34の内周側は空洞部38となっている。この空洞部38は、回転子20及び固定子30からなる磁気回路部の内側の中空部に相当する。本実施形態では、固定子30がティースレス構造になっていることにより、固定子30の径方向の厚みを薄くすることができ、径方向における空洞部38の拡張が可能になっている。不図示とするが、空洞部38には、ブレーキ装置や変速機、電力変換装置等を収容することが可能となっている。
本実施形態では、ティースレス構造の固定子30において、軸方向端部に設けられた位置規制部により各部分巻線41の位置規制を行う構成としており、以下に、その位置規制部の構成を、図5を用いて説明する。
コイルエンドエリアCE2側の軸方向端部には、固定子ホルダ33の張出部36が位置規制部として設けられている。張出部36は、軸方向において固定子巻線31の外側、すなわち渡り部43,44の外側となる位置に、径方向外側に張り出すように設けられている。張出部36には、周方向に延びる環状の環状溝36aが設けられている。そして、張出部36の環状溝36aに部分巻線41Aの渡り部44が挿し入れられることにより、渡り部44の径方向の位置規制が可能になっている。なお、不図示としているが、張出部36に、軸方向(図の上側)に突出する突出部を設け、その突出部により、部分巻線41Bにおける渡り部43の径方向及び周方向の少なくともいずれかの位置規制を行う構成とすることも可能である。
また、コイルエンドエリアCE1側の軸方向端部には、位置規制部材50が組み付けられている。位置規制部材50は、環状に形成されており、固定子ホルダ33に対して軸方向から組み付けられることで、コイルエンドエリアCE1側の巻線端部の位置規制が行われるようになっている。
位置規制部材50は、円環部51を有し、その円環部51に、固定子ホルダ33に対して係合可能なホルダ係合部52と、部分巻線41Aの渡り部43に対して係合可能な巻線係合部53と、部分巻線41Bの渡り部44に対して係合可能な巻線係合部54とが設けられている。ホルダ係合部52は、周方向に所定間隔で設けられ、固定子ホルダ33の軸方向端面に設けられた突起部33bに対して係合可能となっている。巻線係合部53は、周方向に所定間隔で設けられ、部分巻線41Aの渡り部43の内周部分に対して係合可能となっている。巻線係合部54は、周方向に所定間隔で設けられ、部分巻線41Bの渡り部44の外周部分に対して係合可能となっている。位置規制部材50は、ボルト等の固定具により固定子ホルダ33に対して固定されるようになっている。
図3に示すように、固定子30において回転子キャリア21の開口側端部では、回転子キャリア21と固定子ホルダ33とが径方向に内外二重となっており、これら各部材の間の隙間部分には、円環状のエンドリング39が組み付けられている。
図4及び図5に示すように、固定子30の軸方向端部には、固定子巻線31の各部分巻線41に電気的に接続される円環状の配線モジュール60が設けられている。配線モジュール60は、導通部材として各相用、及び中性線用の複数のバスバー61を有している。配線モジュール60は、複数のバスバー61を一体で樹脂モールドしたものであってもよいし、複数のバスバー61を組み付け具により一体化したものであってもよい。配線モジュール60により、各相の部分巻線41が相ごとに並列又は直列に接続され、かつ各相の相巻線が中性点接続されている。配線モジュール60は、固定子30の軸方向両側のコイルエンドエリアCE1,CE2のうち、固定子ホルダ33の開放側とは逆側であるコイルエンドエリアCE1側に設けられている。
相ごとに設けられる各バスバー61には、径方向内側に延びる接続端部62が設けられており、その接続端部62にそれぞれ電力線71が接続されている(図3参照)。各相の電力線71は、絶縁材により一体化されることで中継線部材70として構成されており、その中継線部材70を含む配線構造について以下に具体的に説明する。
図6は、固定子ホルダ33と中継線部材70との分解斜視図である。図6に示すように、中継線部材70は、3相分の電力線71と、その電力線71を絶縁材により覆う被覆部72と、端子部73とを有している。中継線部材70において、電力線71は、板状導体(バスバー)よりなり、周方向に並べて配置された状態で被覆されている。また、各電力線71は、バスバー板面が直線状に並ぶように一列に配置されている。これにより、中継線部材70は扁平板状をなしている。なお、各電力線71は、固定子ホルダ33の内周曲面に沿わせるべく、板面を互いに傾けて配置されていてもよい。
また、固定子ホルダ33において、円筒部34及び端板部35にはそれぞれ、中継線部材70が固定される被固定部81,82が設けられており、その被固定部81,82に対して中継線部材70がビス等の固定具により固定されるようになっている。ここで特に、端板部35側の被固定部82には、端板部35を軸方向に関する貫通孔82aが設けられており、中継線部材70の一部が貫通孔82a内に挿通された状態で、中継線部材70が取り付けられる。なお、図5には、固定子ホルダ33において端板部35の外側に中継線部材70の一部が突出した状態が示されている。
図3に示すように、中継線部材70は、その扁平面が固定子ホルダ33の内周面に対向する状態で、固定子ホルダ33に取り付けられている。また、中継線部材70は、固定子ホルダ33の内周面から離間した状態で固定子ホルダ33に取り付けられている。
また、固定子30に対して回転子20を組み付けた状態では、各端板部24,35の間に離間領域Sが形成され、その離間領域Sに配線モジュール60(バスバー61)が設けられるとともに、配線モジュール60の径方向内側においてバスバー61の接続端部62に電力線71が電気的に接続されている。この場合、各端板部24,35の間の離間領域Sと、固定子ホルダ33の端板部35に設けられた貫通孔82aとを介して、端板部35よりも軸方向中心側に固定子巻線31の配線部(配線モジュール60及び中継線部材70)が引き出されている。そして、端子部73が不図示のインバータに接続されることで、固定子巻線31に対する電力の入出力が行われるようになっている。なお、配線モジュール60に、各相の相電流を検出する電流センサが一体に設けられていてもよい。また、電力線71にセンサ信号線が含まれていてもよい。
ここで、固定子巻線31のコイルエンド部は、固定子ホルダ33の軸方向端面よりも軸方向に突出し、そのコイルエンド部の径方向内側に配線モジュール60(バスバー61)が配置されている。また、配線モジュール60の径方向内側で、配線モジュール60と電力線71とが電気的に接続されている。この場合、これら各部材の配置からすると、電力線接続の位置(バスバー61と電力線71との接続の位置)が径方向の内寄りに配置されることになり、その電力線接続の位置から軸方向に電力線71を引き延ばすと、固定子ホルダ33の内周面から電力線71がかけ離れることになる。そこで本実施形態では、電力線71の途中位置に、バスバー61の接続端部62よりも径方向外側にクランク状に屈曲された屈曲部71aを設ける構成としている。これにより、固定子ホルダ33の内周側において電力線71を固定子ホルダ33の内周壁に近づけて配置することが可能となっている。
また本実施形態では、固定子ホルダ33に対して固定子巻線31や配線モジュール60が組み付けられた状態で、そのアセンブリに対して樹脂モールドが施されている。この場合、少なくとも軸方向両側の各コイルエンドエリアCE1,CE2を含む範囲で樹脂層90が形成されている。具体的には、コイルエンドエリアCE1側では、固定子ホルダ33の軸方向端面の外側において、固定子巻線31の各渡り部43,44よりも径方向内側を含む範囲で樹脂モールドが施されている。この場合、コイルエンドエリアCE1側では、各端板部24,35の間の離間領域Sに、固定子巻線31のコイルエンド部と配線部とを覆う状態で樹脂モールドにより樹脂層90が形成されている。
また、コイルエンドエリアCE2側では、固定子ホルダ33の張出部36の環状溝36a側において、固定子巻線31の各渡り部43,44よりも径方向外側を含む範囲で樹脂モールドが施されている。
要するに、コイルエンドエリアCE1側では、固定子ホルダ33の端板部35が、部分巻線41(図5に示す部分巻線41A)において径方向内側に屈曲された渡り部43に軸方向に対向しており、その対向部分に、配線部を含む範囲で樹脂層90が形成されている。また、コイルエンドエリアCE2側では、端板部35とは逆側の軸方向端部に設けられた張出部36が、部分巻線41(図5に示す部分巻線41B)において径方向外側に屈曲された渡り部43に対して、端板部35の側と同じ方向から軸方向に対向しており、その対向部分に樹脂層90が形成されている。
なお、配線モジュール60を含む範囲で樹脂層90が形成されることで、仮に配線モジュール60の位置が簡易に定められていても、すなわち樹脂充填前に配線モジュール60が仮止め程度に固定された状態になっていても、配線モジュール60の位置を適正に保持することが可能となっている。
図7は、固定子30及び配線モジュール60のアセンブリに対して樹脂モールドが施された状態を示す斜視図である。この図7では、ドット付与部分が樹脂層90であり、軸方向両側のコイルエンドエリアCE1,CE2とコイルサイドエリアCSとを含む範囲で樹脂モールドが施されることにより樹脂層90が形成されている。
次に、固定子30における樹脂層90の作製手順について説明する。ここでは、図4に示す固定子30が作製された後、図8に示す金型100を用いて樹脂層90が成形される。
詳しくは、金型100は、コイルエンドエリアCE1側の樹脂充填室を形成するための環状凹部101と、コイルエンドエリアCE2側の樹脂充填室を形成するための環状凹部102とを有している。環状凹部101,102は、それぞれ周方向に円環状に設けられている。金型100に固定子30がセットされた状態では、環状凹部101の内壁と固定子ホルダ33の軸方向端面とによりコイルエンドエリアCE1側の樹脂充填室が形成され、その樹脂充填室内に樹脂が充填されることにより、コイルエンドエリアCE1側の渡り部43,44や位置規制部材50、配線モジュール60、中継線部材70の下端部がまとめて樹脂モールドされる。また、金型100に固定子30がセットされた状態では、環状凹部102の内壁と固定子ホルダ33の張出部36とによりコイルエンドエリアCE2側の樹脂充填室が形成され、その樹脂充填室内に樹脂が充填されることにより、コイルエンドエリアCE2側の渡り部43,44や位置規制部材50がまとめて樹脂モールドされる。
また、金型100において、環状凹部101と環状凹部102との間の中間部103の内径寸法は、固定子巻線31の外径寸法よりも大きくなっており、中間部103の内壁と固定子巻線31の外周との間には僅かな隙間が形成されるようになっている。そのため、樹脂充填時には、固定子巻線31の外周にも樹脂が行き渡るようになっている。なお、不図示としているが、金型100には、例えば環状凹部101側に樹脂注入口が設けられている。ただし、環状凹部102側に樹脂注入口が設けられていてもよいし、環状凹部101,102の両方に樹脂注入口が設けられていてもよい。
本実施形態では、固定子ホルダ33の軸方向両側(端板部35の側とその逆側)において、軸方向の同じ側からの樹脂充填が可能となっている。そのため、金型100は、固定子ホルダ33に対して軸方向一方の側から装着されればよく、軸方向両側に樹脂層90を有する構成において、樹脂層90の形成を簡易に実施できるものとなっている。
図9に示すように、固定子ホルダ33の端板部35に設けられた貫通孔82aは、軸方向外側、すなわち樹脂充填室側が幅広となる断面テーパ状に形成され、そのテーパ部82bにシール部材83(例えばゴムブッシュ)が組付けられているとよい。この場合、樹脂充填時には、樹脂充填室内に圧力が高くなり、その圧力によりシール部材83が奥側(すなわち縮径側)に押し込まれる。これにより、樹脂材が固定子ホルダ33の内周側に漏れ出ることを好適に抑制できる。
樹脂充填が完了した後には、加熱処理により樹脂の硬化が行われ、金型100が取り外されると、図7に示すアセンブリが完成する。その後、固定子30に対する回転子20の組み付けが行われる。
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
アウタロータ式の回転電機10において、回転子20が円筒状の回転子キャリア21を有し、固定子30が円筒状の固定子ホルダ33を有しており、軸方向一端の側に、回転子キャリア21の端板部24(第1端板部)と固定子ホルダ33の端板部35(第2端板部)とが対向配置される一方、回転子キャリア21及び固定子ホルダ33の軸方向他端の側が開放される構成とした。これにより、固定子ホルダ33の内周側の空洞部38の有効利用が可能となっている。また、各端板部24,35の間の離間領域Sと固定子ホルダ33の端板部35に設けられた貫通孔82aとを介して、端板部35よりも軸方向中心側に、固定子巻線31に接続された配線部を引き出す構成とした。これにより、軸方向に互いに対向する各端板部24,35の間のスペースを効率良く利用しつつ、電力線71を好適に引き出すことができる。その結果、固定子巻線31に接続される配線部を好適に配置することができる。
各相の電力線71を中継線部材70として一体化して設け、その中継線部材70を固定子ホルダ33に取り付ける構成とした。そして、その取り付け状態で、各電力線71を、端板部35の貫通孔82aを介して端板部35よりも軸方向中心側に引き出す構成とした。これにより、相ごとに複数の電力線71を有する構成において、それら各電力線71を固定子ホルダ33の開放側に好適に引き出すことができる。
中継線部材70を、各電力線71を周方向に並べて扁平板状に形成し、扁平面が固定子ホルダ33の内周面に対向する状態で固定子ホルダ33に取り付ける構成とした。これにより、固定子ホルダ33の内周側の中空スペースを活用する上で、中継線部材70(電力線71)が邪魔になることを抑制できる。
中継線部材70を、固定子ホルダ33の内周面から離間した状態で固定子ホルダ33に取り付ける構成とした。これにより、回転電機10の作動時に固定子ホルダ33が高温になっても、中継線部材70において固定子ホルダ33の熱の影響を受けにくくすることができる。
各端板部24,35の間の離間領域Sにおいて、環状のバスバー61を設け、かつバスバー61と電力線71との接続を行う構成とした。また、電力線71を、端板部35の貫通孔82aを介して、端板部35よりも軸方向中心側に引き出す構成とした。この場合、固定子ホルダ33の空洞部38から端板部35により隔離された領域において、バスバー61の設置や電力線71との接続を行わせることができ、それらバスバー61や電力線接続部の保護の観点からしても好適な構成が実現できる。
固定子巻線31のコイルエンド部の径方向内側に環状のバスバー61が配置されるとともに、そのバスバー61の径方向内側においてバスバー61と電力線71とが電気的に接続されている構成では、固定子巻線31のコイルエンド部とバスバー61と電力線接続部とを径方向に並べて配置することにより、回転電機10の軸長の短縮を図ることができる。この場合、電力線接続部(バスバー61と電力線71との接続部)が径方向の内寄りに配置されることになるが、電力線71にクランク状の屈曲部71aを設けることにより、固定子ホルダ33の内周側において電力線71を固定子ホルダ33の内周壁に近づけて配置することができ、ひいては固定子ホルダ33の内周側の中空スペースの有効利用に貢献できる。
固定子巻線31において各部分巻線41の渡り部43,44が、固定子ホルダ33の開放端側において、径方向外側に張り出した張出部36よりなる位置規制部により位置規制されている。これにより、周方向に並べて配置される各部分巻線41を、安定状態で支持することができる。ここで、上記の位置規制構造によれば、固定子ホルダ33の開放端側においてバスバー61の設置スペースを確保しづらくなることが考えられるが、上記のとおり固定子ホルダ33の開放端の反対側にバスバー61を配置した構成としたため、バスバー61の好適な配置が可能となっている。
各端板部24,35の間の離間領域Sにおいて、固定子巻線31のコイルエンド部と配線部との接続部分を樹脂層90により覆う構成としたため、当該接続部分が露出することによる短絡や劣化等の不都合を抑制できる。また、樹脂層90による配線部の位置決めが可能となるため、配線部の位置決めのための構成を簡略化することも可能となる。
固定子ホルダ33の端板部35を、部分巻線41において径方向内側に屈曲された渡り部43に軸方向に対向させ、その対向部分において配線部の一部を含む範囲で樹脂モールドにより樹脂層90を形成した。これにより、コイルエンドエリアCE1側において配線部が露出することによる短絡や劣化等の不都合を抑制できる。
また、固定子ホルダ33において端板部35とは逆側の軸方向端部では、部分巻線41において径方向外側に屈曲された渡り部43に対して、張出部36が端板部35の側と同じ方向から軸方向に対向している。この場合、固定子ホルダ33の軸方向両側(端板部35の側とその逆側)において、軸方向の同じ側からの樹脂充填が可能となり、軸方向両側に樹脂層90を有する構成において、樹脂層90の形成を簡易に実施できるものとなっている。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態における回転電機200について、既述の回転電機10との相違点を主に説明する。回転電機200は、アウタロータ式の表面磁石型多相交流モータであり、例えば車両のインホイールモータとして用いられる。図10は、回転電機200の縦断面図である。
次に、第2実施形態における回転電機200について、既述の回転電機10との相違点を主に説明する。回転電機200は、アウタロータ式の表面磁石型多相交流モータであり、例えば車両のインホイールモータとして用いられる。図10は、回転電機200の縦断面図である。
回転電機200は、回転子210と、回転子210の径方向内側に配置された固定子220とを備えている。回転子210及び固定子220は、エアギャップを挟んで径方向に対向配置されており、回転子210に、不図示の車輪のホイールに固定されるハブ201が一体化される一方、固定子220に、不図示の車体に固定される略円柱状のスピンドル202が一体化された構成となっている。ハブ201は、一対の軸受203,204によりスピンドル202に対して回転可能に支持されている。
回転子210の軸方向一端側(スピンドル202の基端側)には回転子カバー205が固定されている。回転子カバー205は、円環板状をなしており、固定子220との径方向対向部分に軸受206を介在させた状態で、回転子210に対してボルト等の固定具により固定されている。
回転子210は、略円筒状の回転子キャリア211と、その回転子キャリア211に固定された環状の磁石ユニット212とを有している。磁石ユニット212が「磁束発生部」に相当する。回転子キャリア211は、円筒状をなす円筒部213と、円筒部213の軸方向一端の側に設けられ、径方向に延びる端板部214とを有している。円筒部213の内周面には磁石ユニット212が固定されている。回転子キャリア211の軸方向他端側は開放されている。回転子キャリア211は、磁石保持部材として機能する。磁石ユニット212は、既述の磁石ユニット22と同様の構成を有するものであり、その説明は割愛する。
固定子220は、固定子巻線221と、固定子コア222と、固定子ホルダ223とを有している。固定子コア222及び固定子ホルダ223は、固定子コア222を径方向外側として一体化され、その径方向外側に固定子巻線221が組み付けられている。固定子ホルダ223は略有底筒状をなしており、円筒部224と、軸方向一端側の底部225と、軸方向他端側において径方向外側に向けて設けられた張出部226とを有している。底部225は、回転子キャリア211の端板部214とは軸方向逆側に配置されている。固定子ホルダ223において底部225とは逆側の軸方向端面は回転子キャリア211の端板部214に対向している。本実施形態では、固定子ホルダ223の反底部側がコイルエンドエリアCE1であり、底部225側がコイルエンドエリアCE2である。固定子ホルダ223が「ベース部材」に相当する。なお、固定子コア222及び固定子ホルダ223のアセンブリがベース部材に相当する構成であってもよい。固定子220は、既述の固定子30と同様にティースレス構造となっている。
また、固定子巻線221は、既述の固定子巻線31と同様に、3相巻線であり、かつ単位コイルである複数の部分巻線231を有する構成となっている。部分巻線231は、導線材を多重に巻回することで構成された空芯コイルであり、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部232と、一対の中間導線部232を軸方向両端でそれぞれ接続する一対の渡り部233,234とを有し、これら一対の中間導線部232と一対の渡り部233,234とにより環状に形成されている。そして、部分巻線231における一対の中間導線部232の間に、他相の部分巻線231における一対の中間導線部232のうち一方の中間導線部232が配置されることで、各相の中間導線部232どうしが近接状態で周方向に並べて配置されている。
各渡り部233,234のうち、一方の渡り部233は径方向に屈曲形成され、他方の渡り部234は径方向に屈曲されることなく形成されている。各部分巻線231には、渡り部233が径方向内側に屈曲された部分巻線231A(第1部分巻線)と、渡り部233が径方向外側に屈曲された部分巻線231B(第2部分巻線)とが含まれている。
固定子巻線221は、軸方向両側の各コイルエンドにおいて、位置規制部241,242により固定子ホルダ223に対する固定がなされている。
また、固定子220の軸方向端部には、固定子巻線221の各部分巻線231に電気的に接続される環状のバスバー251が設けられている。バスバー251は、導通部材としての各相用のバスバー、及び中性線用のバスバーを含み、例えば配線モジュールとして一体化されているとよい。バスバー251は、固定子220の軸方向両側のコイルエンドのうち固定子ホルダ223の底部225とは軸方向逆側(回転子キャリア211の端板部214の側)の領域、すなわち固定子ホルダ223の軸方向両側のうち回転子キャリア211の端板部214に対向する側において端板部214との間の離間領域S1に設けられている。
バスバー251には、各相の電力線252が接続されている。各相の電力線252は、絶縁材により一体化されることで中継線部材として構成されているとよい。中継線部材において、電力線252は、板状導体(バスバー)よりなり、周方向に並べて配置された状態で被覆されている。また、各電力線252は、バスバー板面が直線状に並ぶように一列に配置されている。これにより、中継線部材は扁平板状をなしている。中継線部材は、その扁平面が固定子ホルダ223の内周面に対向する状態で、ベース部材に取り付けられている。中継線部材は、固定子ホルダ223の内周面から離間した状態で固定子ホルダ223に取り付けられているとよい。なお、バスバー251及び電力線252が「配線部」に相当する。
電力線252(中継線部材)は、固定子ホルダ223内において軸方向に延び、固定子ホルダ223の底部225に設けられた貫通孔225aを介して、固定子ホルダ223の軸方向端面に固定された端子部253に電気的に接続されている。
また、回転電機200では、固定子ホルダ223に対して固定子巻線221やバスバー251が組み付けられてなるアセンブリにおいて樹脂モールドが施され、少なくとも軸方向両側の各コイルエンドを含む範囲で樹脂層260が形成されている。図10では、ドット付与部分が樹脂層260である。
回転電機200では、回転子キャリア211の端板部214と、固定子ホルダ223の軸方向端面との間に形成された離間領域S1にバスバー251が設けられるとともに、バスバー251の径方向内側において電力線252が軸方向に延びるように設けられている。この場合、樹脂層260のうちコイルエンドエリアCE1側のコイルエンドモールド部分260aは離間領域S1内に配置されており、そのコイルエンドモールド部分260aから固定子ホルダ223内の軸方向中央側に向けて、電力線252が引き出されている。
詳しくは、図11に示すように、コイルエンドモールド部分260aは周方向に円環状に設けられ、その周方向の一部には、固定子ホルダ223の円筒部224よりも径方向内側に突出する突出部分260b(はみ出し部分)が設けられている。突出部分260bは、固定子ホルダ223の内周面よりも内側に突出しており、その軸方向端面から電力線252が軸方向に引き出されている。なお、図11の構成では、コイルエンドモールド部分260aの突出部分260bが、固定子ホルダ223の内周面に重複しないように樹脂層260が形成されているが、これに代えて、突出部分260bが、固定子ホルダ223の内周面に重複するようにして樹脂層260が形成されていてもよい。
樹脂層260は、以下の構成を有している。すなわち、固定子ホルダ223において、軸方向両端のうちコイルエンドエリアCE1側(第1端部)が、部分巻線231Aにおいて径方向内側に屈曲された渡り部233に軸方向に対向しており、その対向部分に、配線部の一部を含む範囲で樹脂層260が形成されている。また、軸方向両端のうちコイルエンドエリアCE2側(第2端部)の張出部226が、部分巻線231Bにおいて径方向外側に屈曲された渡り部233に対して、CE1側と同じ方向から軸方向に対向しており、その対向部分に、樹脂モールドにより樹脂層260が形成されている。
本実施形態の構成によれば、固定子ホルダ223の軸方向端面と回転子キャリア211の端板部214との間の狭小な離間領域S1において、樹脂層260による配線部の固定が可能となっている。また、樹脂層260から電力線252が引き出されていることで、固定子ホルダ223の軸方向端面と回転子キャリア211の端板部214との間のスペースを効率良く利用しつつ、電力線252を好適に引き出すことができる。その結果、固定子巻線221に接続される配線部を好適に配置することができる。
樹脂層260として、固定子ホルダ223の円筒部224よりも径方向内側にはみ出たはみ出し部分を形成し、そのはみ出し部分の軸方向端面から、電力線252を軸方向に引き出す構成とした。この場合、固定子220の軸方向一端側から軸方向に延びる電力線252について、少なくともコイルエンドエリアCE1を含む範囲で好適に樹脂モールドの状態にすることができる。
固定子ホルダ223のCE1側の軸方向端面を、部分巻線231において径方向内側に屈曲された渡り部233に軸方向に対向させ、その対向部分において配線部の一部を含む範囲で樹脂層260を形成した。これにより、コイルエンドエリアCE1側において、配線部が露出することによる短絡や劣化等の不都合を抑制できる。
また、固定子ホルダ223においてCE2側では、部分巻線231において径方向外側に屈曲された渡り部233に対して、張出部226がCE2側と同じ方向から軸方向に対向している。この場合、固定子ホルダ223の軸方向両側(CE1側及びCE2側)において、軸方向の同じ側からの樹脂充填が可能となり、軸方向両側に樹脂層260を有する構成において、樹脂層260の形成を簡易に実施できるものとなっている。
(変形例)
・第1実施形態において、固定子巻線31は、複数の部分巻線41を用いたものに限定されず、導線を波巻きにより巻回した構成であってもよい。この場合、円筒状の固定子コア32に対して、波巻きにより円筒状に形成された固定子巻線31が組み付けられる構成であるとよい。第2実施形態の固定子巻線221についても同様である。
・第1実施形態において、固定子巻線31は、複数の部分巻線41を用いたものに限定されず、導線を波巻きにより巻回した構成であってもよい。この場合、円筒状の固定子コア32に対して、波巻きにより円筒状に形成された固定子巻線31が組み付けられる構成であるとよい。第2実施形態の固定子巻線221についても同様である。
・上記各実施形態では、回転子20,210として表面磁石型の回転子を用いたが、これに代えて、埋込磁石型の回転子や、界磁コイル式の回転子を用いる構成としてもよい。
・第2実施形態において、樹脂層260を図12のように構成してもよい。図12では、コイルエンドエリアCE1側において、周方向に円環状に設けられたコイルエンドモールド部分260aに、固定子ホルダ223の円筒部224よりも径方向内側に突出する突出部分260b(はみ出し部分)が設けられていない構成となっている。この構成では、電力線252(中継線部材)が、コイルエンドモールド部分260aから径方向内側に向けて引き出され、かつ屈曲により軸方向に引き延ばされるものとなっている。
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
上述の実施形態から抽出される技術思想を以下に記載する。
[構成1]
周方向に並ぶ各磁極で磁束を発生させる磁束発生部(22)と、円筒状をなし前記磁束発生部を保持する回転子キャリア(21)とを有する回転子(20)と、
固定子巻線(31)と、円筒状をなし前記固定子巻線が組み付けられるベース部材(33)とを有する固定子(30)と、を備え、前記固定子の径方向外側に前記回転子が配置されているアウタロータ式の回転電機(10)であって、
前記回転子キャリアは、前記回転子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる第1端板部(24)を有し、軸方向他端側は開放されており、
前記ベース部材は、前記固定子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる第2端板部(35)を有し、軸方向他端側は開放されており、
前記固定子巻線には、当該固定子巻線に対して電力を供給する配線部(60,70)が接続されており、
前記回転子キャリアの前記第1端板部と、前記ベース部材の前記第2端板部とが、軸方向両側のうち同じ側で対向配置されており、それら各端板部の間の離間領域と、前記第2端板部に設けられ軸方向に貫通する貫通孔(82a)とを介して、前記第2端板部よりも軸方向中心側に前記配線部が引き出されている、回転電機。
[構成2]
前記固定子巻線は複数の相巻線を有する多相巻線であり、前記配線部として相ごとに設けられた電力線(71)を有しており、
前記各電力線を絶縁材により一体化することで中継線部材(70)が形成されており、
前記中継線部材が前記ベース部材に取り付けられた状態で、前記各電力線が、前記貫通孔を介して前記第2端板部よりも軸方向中心側に引き出されている、構成1に記載の回転電機。
[構成3]
前記中継線部材は、前記各電力線を周方向に並べて配置することで扁平板状をなしており、その扁平面が前記ベース部材の内周面に対向する状態で、前記ベース部材に取り付けられている、構成2に記載の回転電機。
[構成4]
前記中継線部材は、前記ベース部材の内周面から離間した状態で前記ベース部材に取り付けられている、構成3に記載の回転電機。
[構成5]
前記配線部は、
前記第1端板部及び前記第2端板部の間の前記離間領域に設けられ、環状をなし前記固定子巻線のコイルエンド部に接続されたバスバー(61)と、
前記離間領域において前記バスバーに接続され、前記固定子巻線に対する電力の入出力を行わせる電力線(71)と、を有しており、
前記電力線が、前記貫通孔を介して、前記第2端板部よりも軸方向中心側に引き出されている、構成1~4のいずれか1つに記載の回転電機。
[構成6]
前記固定子巻線のコイルエンド部は、前記ベース部材の軸方向端面よりも軸方向に突出し、そのコイルエンド部の径方向内側に前記バスバーが配置されており、
前記バスバーの径方向内側で、当該バスバーと前記電力線とが電気的に接続されており、
前記電力線には、前記バスバーとの接続部よりも径方向外側にクランク状に屈曲された屈曲部(71a)が設けられている、構成5に記載の回転電機。
[構成7]
前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線(41)からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部(42)と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部(43,44)とを有する空芯コイルであり、互いに異なる部分巻線の各中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記ベース部材において、前記第2端板部とは軸方向逆側の開放端側には、径方向外側に張り出した状態で、前記部分巻線の前記渡り部を位置規制する位置規制部(36)が設けられている、構成又は6に記載の回転電機。
[構成8]
前記第1端板部及び前記第2端板部の間の前記離間領域において、前記固定子巻線のコイルエンド部と前記配線部とを覆う状態で樹脂モールドにより樹脂層(90)が形成されている、構成1~7のいずれか1つに記載の回転電機。
[構成9]
前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線(41)からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部(42)と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部(43,44)とを有する空芯コイルであり、
前記部分巻線における前記一対の中間導線部の間に、他相の前記部分巻線における前記一対の中間導線部のうち一方の中間導線部が配置されることで、各相の前記中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記部分巻線には、軸方向両側のうち軸方向一端側の前記渡り部のみが径方向内側に屈曲された第1部分巻線(41A)と、軸方向両側のうち軸方向他端側の前記渡り部のみが径方向外側に屈曲された第2部分巻線(41B)とが含まれており、
前記ベース部材において、
前記第2端板部が、前記第1部分巻線において径方向内側に屈曲された前記渡り部に軸方向に対向しており、その対向部分に、前記配線部を含む範囲で樹脂モールドにより樹脂層(90)が形成されている一方で、
前記第2端板部とは逆側の軸方向端部に設けられ径方向外側に張り出した張出部(36)が、前記第2部分巻線において径方向外側に屈曲された前記渡り部に対して、前記第2端板部の側と同じ方向から軸方向に対向しており、その対向部分に、樹脂モールドにより樹脂層(90)が形成されている、構成1~6のいずれか1つに記載の回転電機。
[構成10]
周方向に並ぶ各磁極で磁束を発生させる磁束発生部(22,212)と、円筒状をなし前記磁束発生部を保持する回転子キャリア(21,211)とを有する回転子(20,210)と、
固定子巻線(31,221)と、円筒状をなし前記固定子巻線が組み付けられるベース部材(33,223)とを有する固定子(30,220)と、を備え、前記固定子の径方向外側に前記回転子が配置されているアウタロータ式の回転電機(10,200)であって、
前記回転子キャリアは、前記回転子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる端板部(24,214)を有し、
前記ベース部材は、その軸方向端面が前記回転子キャリアの前記端板部に対向しており、
前記固定子巻線には、当該固定子巻線に対して電力を供給する配線部(60,70,251,252)が接続されており、
前記ベース部材の軸方向両側のうち前記回転子キャリアの前記端板部に対向する側において当該端板部との間の離間領域を含むエリアに、前記配線部が配されており、
前記離間領域に、前記配線部の一部を覆う樹脂層(90,260)が設けられ、その樹脂層から前記配線部が引き出されている、回転電機。
[構成11]
前記配線部は、
前記回転子キャリアの前記端板部と前記ベース部材の軸方向端面との間の前記離間領域に設けられ、環状をなし前記固定子巻線のコイルエンド部に接続されたバスバー(251)と、
前記離間領域において前記バスバーに接続され、前記固定子巻線に対する電力の入出力を行わせる電力線(252)と、を有しており、
前記樹脂層は、前記ベース部材の円筒部(224)よりも径方向内側にはみ出たはみ出し部分(260b)を有しており、そのはみ出し部分の軸方向端面から、前記配線部が軸方向に引き出されている、構成10に記載の回転電機。
[構成12]
前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線(41,231)からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部(42,232)と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部(43,44,233,234)とを有する空芯コイルであり、
前記部分巻線における前記一対の中間導線部の間に、他相の前記部分巻線における前記一対の中間導線部のうち一方の中間導線部が配置されることで、各相の前記中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記部分巻線には、軸方向両側のうち軸方向一端側の前記渡り部のみが径方向内側に屈曲された第1部分巻線(41A,231A)と、軸方向両側のうち軸方向他端側の前記渡り部のみが径方向外側に屈曲された第2部分巻線(41B,231B)とが含まれており、
前記ベース部材において、
軸方向両端のうち第1端部が、前記第1部分巻線において径方向内側に屈曲された前記渡り部に軸方向に対向しており、その対向部分に、前記配線部の一部を含む範囲で前記樹脂層が形成されている一方で、
軸方向両端のうち第2端部に設けられ径方向外側に張り出した張出部(36,226)が、前記第2部分巻線において径方向外側に屈曲された前記渡り部に対して、前記第1端部の側と同じ方向から軸方向に対向しており、その対向部分に、樹脂モールドにより樹脂層(90,260)が形成されている、構成10又は11に記載の回転電機。
[構成1]
周方向に並ぶ各磁極で磁束を発生させる磁束発生部(22)と、円筒状をなし前記磁束発生部を保持する回転子キャリア(21)とを有する回転子(20)と、
固定子巻線(31)と、円筒状をなし前記固定子巻線が組み付けられるベース部材(33)とを有する固定子(30)と、を備え、前記固定子の径方向外側に前記回転子が配置されているアウタロータ式の回転電機(10)であって、
前記回転子キャリアは、前記回転子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる第1端板部(24)を有し、軸方向他端側は開放されており、
前記ベース部材は、前記固定子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる第2端板部(35)を有し、軸方向他端側は開放されており、
前記固定子巻線には、当該固定子巻線に対して電力を供給する配線部(60,70)が接続されており、
前記回転子キャリアの前記第1端板部と、前記ベース部材の前記第2端板部とが、軸方向両側のうち同じ側で対向配置されており、それら各端板部の間の離間領域と、前記第2端板部に設けられ軸方向に貫通する貫通孔(82a)とを介して、前記第2端板部よりも軸方向中心側に前記配線部が引き出されている、回転電機。
[構成2]
前記固定子巻線は複数の相巻線を有する多相巻線であり、前記配線部として相ごとに設けられた電力線(71)を有しており、
前記各電力線を絶縁材により一体化することで中継線部材(70)が形成されており、
前記中継線部材が前記ベース部材に取り付けられた状態で、前記各電力線が、前記貫通孔を介して前記第2端板部よりも軸方向中心側に引き出されている、構成1に記載の回転電機。
[構成3]
前記中継線部材は、前記各電力線を周方向に並べて配置することで扁平板状をなしており、その扁平面が前記ベース部材の内周面に対向する状態で、前記ベース部材に取り付けられている、構成2に記載の回転電機。
[構成4]
前記中継線部材は、前記ベース部材の内周面から離間した状態で前記ベース部材に取り付けられている、構成3に記載の回転電機。
[構成5]
前記配線部は、
前記第1端板部及び前記第2端板部の間の前記離間領域に設けられ、環状をなし前記固定子巻線のコイルエンド部に接続されたバスバー(61)と、
前記離間領域において前記バスバーに接続され、前記固定子巻線に対する電力の入出力を行わせる電力線(71)と、を有しており、
前記電力線が、前記貫通孔を介して、前記第2端板部よりも軸方向中心側に引き出されている、構成1~4のいずれか1つに記載の回転電機。
[構成6]
前記固定子巻線のコイルエンド部は、前記ベース部材の軸方向端面よりも軸方向に突出し、そのコイルエンド部の径方向内側に前記バスバーが配置されており、
前記バスバーの径方向内側で、当該バスバーと前記電力線とが電気的に接続されており、
前記電力線には、前記バスバーとの接続部よりも径方向外側にクランク状に屈曲された屈曲部(71a)が設けられている、構成5に記載の回転電機。
[構成7]
前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線(41)からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部(42)と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部(43,44)とを有する空芯コイルであり、互いに異なる部分巻線の各中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記ベース部材において、前記第2端板部とは軸方向逆側の開放端側には、径方向外側に張り出した状態で、前記部分巻線の前記渡り部を位置規制する位置規制部(36)が設けられている、構成又は6に記載の回転電機。
[構成8]
前記第1端板部及び前記第2端板部の間の前記離間領域において、前記固定子巻線のコイルエンド部と前記配線部とを覆う状態で樹脂モールドにより樹脂層(90)が形成されている、構成1~7のいずれか1つに記載の回転電機。
[構成9]
前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線(41)からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部(42)と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部(43,44)とを有する空芯コイルであり、
前記部分巻線における前記一対の中間導線部の間に、他相の前記部分巻線における前記一対の中間導線部のうち一方の中間導線部が配置されることで、各相の前記中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記部分巻線には、軸方向両側のうち軸方向一端側の前記渡り部のみが径方向内側に屈曲された第1部分巻線(41A)と、軸方向両側のうち軸方向他端側の前記渡り部のみが径方向外側に屈曲された第2部分巻線(41B)とが含まれており、
前記ベース部材において、
前記第2端板部が、前記第1部分巻線において径方向内側に屈曲された前記渡り部に軸方向に対向しており、その対向部分に、前記配線部を含む範囲で樹脂モールドにより樹脂層(90)が形成されている一方で、
前記第2端板部とは逆側の軸方向端部に設けられ径方向外側に張り出した張出部(36)が、前記第2部分巻線において径方向外側に屈曲された前記渡り部に対して、前記第2端板部の側と同じ方向から軸方向に対向しており、その対向部分に、樹脂モールドにより樹脂層(90)が形成されている、構成1~6のいずれか1つに記載の回転電機。
[構成10]
周方向に並ぶ各磁極で磁束を発生させる磁束発生部(22,212)と、円筒状をなし前記磁束発生部を保持する回転子キャリア(21,211)とを有する回転子(20,210)と、
固定子巻線(31,221)と、円筒状をなし前記固定子巻線が組み付けられるベース部材(33,223)とを有する固定子(30,220)と、を備え、前記固定子の径方向外側に前記回転子が配置されているアウタロータ式の回転電機(10,200)であって、
前記回転子キャリアは、前記回転子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる端板部(24,214)を有し、
前記ベース部材は、その軸方向端面が前記回転子キャリアの前記端板部に対向しており、
前記固定子巻線には、当該固定子巻線に対して電力を供給する配線部(60,70,251,252)が接続されており、
前記ベース部材の軸方向両側のうち前記回転子キャリアの前記端板部に対向する側において当該端板部との間の離間領域を含むエリアに、前記配線部が配されており、
前記離間領域に、前記配線部の一部を覆う樹脂層(90,260)が設けられ、その樹脂層から前記配線部が引き出されている、回転電機。
[構成11]
前記配線部は、
前記回転子キャリアの前記端板部と前記ベース部材の軸方向端面との間の前記離間領域に設けられ、環状をなし前記固定子巻線のコイルエンド部に接続されたバスバー(251)と、
前記離間領域において前記バスバーに接続され、前記固定子巻線に対する電力の入出力を行わせる電力線(252)と、を有しており、
前記樹脂層は、前記ベース部材の円筒部(224)よりも径方向内側にはみ出たはみ出し部分(260b)を有しており、そのはみ出し部分の軸方向端面から、前記配線部が軸方向に引き出されている、構成10に記載の回転電機。
[構成12]
前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線(41,231)からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部(42,232)と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部(43,44,233,234)とを有する空芯コイルであり、
前記部分巻線における前記一対の中間導線部の間に、他相の前記部分巻線における前記一対の中間導線部のうち一方の中間導線部が配置されることで、各相の前記中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記部分巻線には、軸方向両側のうち軸方向一端側の前記渡り部のみが径方向内側に屈曲された第1部分巻線(41A,231A)と、軸方向両側のうち軸方向他端側の前記渡り部のみが径方向外側に屈曲された第2部分巻線(41B,231B)とが含まれており、
前記ベース部材において、
軸方向両端のうち第1端部が、前記第1部分巻線において径方向内側に屈曲された前記渡り部に軸方向に対向しており、その対向部分に、前記配線部の一部を含む範囲で前記樹脂層が形成されている一方で、
軸方向両端のうち第2端部に設けられ径方向外側に張り出した張出部(36,226)が、前記第2部分巻線において径方向外側に屈曲された前記渡り部に対して、前記第1端部の側と同じ方向から軸方向に対向しており、その対向部分に、樹脂モールドにより樹脂層(90,260)が形成されている、構成10又は11に記載の回転電機。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Claims (12)
- 周方向に並ぶ各磁極で磁束を発生させる磁束発生部(22)と、円筒状をなし前記磁束発生部を保持する回転子キャリア(21)とを有する回転子(20)と、
固定子巻線(31)と、円筒状をなし前記固定子巻線が組み付けられるベース部材(33)とを有する固定子(30)と、を備え、前記固定子の径方向外側に前記回転子が配置されているアウタロータ式の回転電機(10)であって、
前記回転子キャリアは、前記回転子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる第1端板部(24)を有し、軸方向他端側は開放されており、
前記ベース部材は、前記固定子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる第2端板部(35)を有し、軸方向他端側は開放されており、
前記固定子巻線には、当該固定子巻線に対して電力を供給する配線部(60,70)が接続されており、
前記回転子キャリアの前記第1端板部と、前記ベース部材の前記第2端板部とが、軸方向両側のうち同じ側で対向配置されており、それら各端板部の間の離間領域と、前記第2端板部に設けられ軸方向に貫通する貫通孔(82a)とを介して、前記第2端板部よりも軸方向中心側に前記配線部が引き出されている、回転電機。 - 前記固定子巻線は複数の相巻線を有する多相巻線であり、前記配線部として相ごとに設けられた電力線(71)を有しており、
前記各電力線を絶縁材により一体化することで中継線部材(70)が形成されており、
前記中継線部材が前記ベース部材に取り付けられた状態で、前記各電力線が、前記貫通孔を介して前記第2端板部よりも軸方向中心側に引き出されている、請求項1に記載の回転電機。 - 前記中継線部材は、前記各電力線を周方向に並べて配置することで扁平板状をなしており、その扁平面が前記ベース部材の内周面に対向する状態で、前記ベース部材に取り付けられている、請求項2に記載の回転電機。
- 前記中継線部材は、前記ベース部材の内周面から離間した状態で前記ベース部材に取り付けられている、請求項3に記載の回転電機。
- 前記配線部は、
前記第1端板部及び前記第2端板部の間の前記離間領域に設けられ、環状をなし前記固定子巻線のコイルエンド部に接続されたバスバー(61)と、
前記離間領域において前記バスバーに接続され、前記固定子巻線に対する電力の入出力を行わせる電力線(71)と、を有しており、
前記電力線が、前記貫通孔を介して、前記第2端板部よりも軸方向中心側に引き出されている、請求項1に記載の回転電機。 - 前記固定子巻線のコイルエンド部は、前記ベース部材の軸方向端面よりも軸方向に突出し、そのコイルエンド部の径方向内側に前記バスバーが配置されており、
前記バスバーの径方向内側で、当該バスバーと前記電力線とが電気的に接続されており、
前記電力線には、前記バスバーとの接続部よりも径方向外側にクランク状に屈曲された屈曲部(71a)が設けられている、請求項5に記載の回転電機。 - 前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線(41)からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部(42)と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部(43,44)とを有する空芯コイルであり、互いに異なる部分巻線の各中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記ベース部材において、前記第2端板部とは軸方向逆側の開放端側には、径方向外側に張り出した状態で、前記部分巻線の前記渡り部を位置規制する位置規制部(36)が設けられている、請求項5に記載の回転電機。 - 前記第1端板部及び前記第2端板部の間の前記離間領域において、前記固定子巻線のコイルエンド部と前記配線部とを覆う状態で樹脂モールドにより樹脂層(90)が形成されている、請求項1~7のいずれか1項に記載の回転電機。
- 前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線(41)からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部(42)と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部(43,44)とを有する空芯コイルであり、
前記部分巻線における前記一対の中間導線部の間に、他相の前記部分巻線における前記一対の中間導線部のうち一方の中間導線部が配置されることで、各相の前記中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記部分巻線には、軸方向両側のうち軸方向一端側の前記渡り部のみが径方向内側に屈曲された第1部分巻線(41A)と、軸方向両側のうち軸方向他端側の前記渡り部のみが径方向外側に屈曲された第2部分巻線(41B)とが含まれており、
前記ベース部材において、
前記第2端板部が、前記第1部分巻線において径方向内側に屈曲された前記渡り部に軸方向に対向しており、その対向部分に、前記配線部を含む範囲で樹脂モールドにより樹脂層(90)が形成されている一方で、
前記第2端板部とは逆側の軸方向端部に設けられ径方向外側に張り出した張出部(36)が、前記第2部分巻線において径方向外側に屈曲された前記渡り部に対して、前記第2端板部の側と同じ方向から軸方向に対向しており、その対向部分に、樹脂モールドにより樹脂層(90)が形成されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の回転電機。 - 周方向に並ぶ各磁極で磁束を発生させる磁束発生部(22,212)と、円筒状をなし前記磁束発生部を保持する回転子キャリア(21,211)とを有する回転子(20,210)と、
固定子巻線(31,221)と、円筒状をなし前記固定子巻線が組み付けられるベース部材(33,223)とを有する固定子(30,220)と、を備え、前記固定子の径方向外側に前記回転子が配置されているアウタロータ式の回転電機(10,200)であって、
前記回転子キャリアは、前記回転子の軸方向一端側に設けられ径方向に延びる端板部(24,214)を有し、
前記ベース部材は、その軸方向端面が前記回転子キャリアの前記端板部に対向しており、
前記固定子巻線には、当該固定子巻線に対して電力を供給する配線部(60,70,251,252)が接続されており、
前記ベース部材の軸方向両側のうち前記回転子キャリアの前記端板部に対向する側において当該端板部との間の離間領域を含むエリアに、前記配線部が配されており、
前記離間領域に、前記配線部の一部を覆う樹脂層(90,260)が設けられ、その樹脂層から前記配線部が引き出されている、回転電機。 - 前記配線部は、
前記回転子キャリアの前記端板部と前記ベース部材の軸方向端面との間の前記離間領域に設けられ、環状をなし前記固定子巻線のコイルエンド部に接続されたバスバー(251)と、
前記離間領域において前記バスバーに接続され、前記固定子巻線に対する電力の入出力を行わせる電力線(252)と、を有しており、
前記樹脂層は、前記ベース部材の円筒部(224)よりも径方向内側にはみ出たはみ出し部分(260b)を有しており、そのはみ出し部分の軸方向端面から、前記配線部が軸方向に引き出されている、請求項10に記載の回転電機。 - 前記固定子巻線は、相ごとに複数の部分巻線(41,231)からなる相巻線を有し、
前記部分巻線は、周方向に所定間隔を離して設けられる一対の中間導線部(42,232)と、軸方向一端側及び他端側に設けられ前記一対の中間導線部を環状に接続する渡り部(43,44,233,234)とを有する空芯コイルであり、
前記部分巻線における前記一対の中間導線部の間に、他相の前記部分巻線における前記一対の中間導線部のうち一方の中間導線部が配置されることで、各相の前記中間導線部どうしが近接状態で周方向に並べて配置されており、
前記部分巻線には、軸方向両側のうち軸方向一端側の前記渡り部のみが径方向内側に屈曲された第1部分巻線(41A,231A)と、軸方向両側のうち軸方向他端側の前記渡り部のみが径方向外側に屈曲された第2部分巻線(41B,231B)とが含まれており、
前記ベース部材において、
軸方向両端のうち第1端部が、前記第1部分巻線において径方向内側に屈曲された前記渡り部に軸方向に対向しており、その対向部分に、前記配線部の一部を含む範囲で前記樹脂層が形成されている一方で、
軸方向両端のうち第2端部に設けられ径方向外側に張り出した張出部(36,226)が、前記第2部分巻線において径方向外側に屈曲された前記渡り部に対して、前記第1端部の側と同じ方向から軸方向に対向しており、その対向部分に、樹脂モールドにより樹脂層(90,260)が形成されている、請求項10に記載の回転電機。
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