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公開番号2021013263
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210204
出願番号2019127035
出願日20190708
発明の名称配電部材
出願人日立金属株式会社
代理人特許業務法人平田国際特許事務所
主分類H02K 3/50 20060101AFI20210108BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回転電機の軸長の増大を抑制しながらも、巻線を構成するコイル片の端部との溶接の際の熱による被覆層の溶解を抑制することが可能な配電部材を提供する。
【解決手段】配電部材2は、リード線21〜26を有し、複数のコイルエンド520と端子台3の電極31〜33とを接続する。リード線21〜26のそれぞれは、導電体2M及び被覆層2Iを有し、コイルエンド520に溶接される接続部214,225,234,245,254,265を含む所定の長さ範囲にわたって被覆層2Iが除去されている。リード線21〜26は、接続部254がステータコア51の軸方向に延在する少なくとも一つのリード線25と、接続部225がステータコア51の周方向に沿うように径方向に対して屈曲された少なくとも一つのリード線22とを含む。リード線22において被覆層2Iが除去された長さL1は、リード線25において被覆層2Iが除去された長さL2よりも長い。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項1】
単線からなる複数の導電線を有し、回転電機のステータコアから軸方向に突出した複数のコイルエンドと端子台の電極とを接続する配電部材であって、
前記複数の導電線のそれぞれは、導電性金属からなる導電体の表面が被覆層に被覆されると共に、前記コイルエンドに溶接される接続部を含む所定の長さ範囲にわたって前記被覆層が除去されており、
前記複数の導電線は、前記接続部が前記ステータコアの軸方向に延在する少なくとも一つの第1の導電線と、前記接続部が前記ステータコアの周方向に沿うように径方向に対して屈曲された少なくとも一つの第2の導電線とを含み、
前記第2の導電線において前記被覆層が除去された前記所定の長さが、前記第1の導電線において前記被覆層が除去された前記所定の長さよりも長い、
配電部材。
続きを表示(約 350 文字)【請求項2】
前記第2の導電線の前記接続部は、前記第1の導電線の前記接続部よりも前記ステータコアの径方向内側で前記コイルエンドに接続され、
前記第2の導電線は、前記ステータコアの径方向に延在する径方向延在部を有し、前記接続部が前記径方向延在部における前記ステータコアの径方向内側の端部から屈曲されており、
前記第2の導電線の前記接続部が前記コイルエンドに対向する対向面と前記径方向延在部とがなす角が鈍角である、
請求項1に記載の配電部材。
【請求項3】
前記第2の導電線の前記接続部が前記コイルエンドに溶接されるとき、前記接続部における前記コイルエンドとの対向面が、当該コイルエンドの側面に傾斜した状態で当接する、
請求項1又は2に記載の配電部材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、回転電機のステータコアから軸方向に突出した複数のコイルエンドと端子台の電極とを接続する配電部材に関する。
続きを表示(約 6,900 文字)【背景技術】
【0002】
従来、電動機又は発電機として機能する回転電機には、例えば特許文献1に示されるように、複数のコイル片がステータコアに設けられたスロットに取り付けられ、複数のコイル片の端部であるコイルエンド同士が溶接されたものがある。それぞれのコイル片は、扁平な断面を有する電気導体がコイルエンドを除いて絶縁被覆されている。複数のコイル片は、コイルエンド同士が溶接されることにより三相固定子巻線を構成する。
【0003】
また、特許文献2には、三相固定子巻線のそれぞれに各相電流を給電する端子台ユニットを備えた電動機の結線構造が記載されている。端子台ユニットは、第1乃至第3のターミナルとU相,V相,及びW相の巻線の終端とを接続する第1乃至第3のリード線と、ステータコアに固定された端子台とを備えている。第1乃至第3のリード線は、回転子の回転軸線に対して直交する方向に延在する本体部と、各相の巻線の終端に溶接される折曲げ先端部とを有し、折曲げ先端部が本体部に対して直角に折り曲げられている。各相の巻線の終端は、ステータコアから回転子の回転軸線と平行な軸方向に突出している。この構成により、巻線の終端と折曲げ先端部を溶接する際の作業性の向上が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2001−238419号公報
特開2016−82675号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載の回転電機に特許文献2に記載の結線構造を適用する場合、第1乃至第3のリード線に接続されるコイルエンドを折曲げ先端部に沿うように軸方向に延出することが考えられる。しかし、この場合には、コイルエンドを含む回転電機の軸長が増大してしまう。また、回転電機の軸長短縮のためにリード線の形状を変更する場合には、リード線とコイルエンドとを溶接する際の熱によるリード線の被覆層の溶解や、リード線の導体部分とコイルエンドとの空間距離にも注意を払う必要がある。
【0006】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転電機の軸長の増大を抑制しながらも、巻線を構成するコイル片の端部との溶接の際の熱による被覆層の溶解を抑制することが可能な配電部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、単線からなる複数の導電線を有し、回転電機のステータコアから軸方向に突出した複数のコイルエンドと端子台の電極とを接続する配電部材であって、前記複数の導電線のそれぞれは、導電性金属からなる導電体の表面が被覆層に被覆されると共に、前記コイルエンドに溶接される接続部を含む所定の長さ範囲にわたって前記被覆層が除去されており、前記複数の導電線は、前記接続部が前記ステータコアの軸方向に延在する少なくとも一つの第1の導電線と、前記接続部が前記ステータコアの周方向に沿うように径方向に対して屈曲された少なくとも一つの第2の導電線とを含み、前記第2の導電線において前記被覆層が除去された前記所定の長さが、前記第1の導電線において前記被覆層が除去された前記所定の長さよりも長い、配電部材を提供する。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る配電部材によれば、回転電機の軸長の増大を抑制しながらも、巻線を構成するコイル片の端部との溶接の際の熱による被覆層の溶解を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明の実施の形態に係る配電部材を備えた回転電機の構成例を示し、(a)は全体図、(b)は(a)の部分拡大図である。
配電部材、端子台、及びステータコアを軸方向から見た構成図である。
4つのコイル片が組み合わされたコイルユニットを示す斜視図である。
配電部材の一部を、ステータコアに取り付けられた複数のコイル片のうち一部のコイル片の直線部と共に示す斜視図である。
配電部材を示し、(a)は軸方向視図、(b)は周方向視図、(c)は斜視図である。
第2のU相リード線の接続部及び径方向延在部の一部を示し、(a)は斜視図、(b)は軸方向視図である。
第1のW相リード線の接続部及び軸方向延在部の一部を示し、(a)は斜視図、(b)は周方向視図である。
第2のU相リード線の接続部及び径方向延在部を複数のコイル片のコイルエンドと共に示す軸方向視図である。
第2のU相リード線の接続部及び径方向延在部を複数のコイル片のコイルエンドと共に示す変形例の軸方向視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
[実施の形態]
図1は、本発明の実施の形態に係る配電部材を備えた回転電機の構成例を示し、(a)は全体図、(b)は(a)の部分拡大図である。
【0011】
この回転電機1は、配電部材2と、端子台3と、中心部にシャフト11が挿通された回転子4と、回転子4を囲うように配置された固定子5とを備えている。回転子4は、軟磁性金属からなるロータコア41に複数の磁石42が埋め込まれており、シャフト11と共に回転する。固定子5は、軟磁性金属からなるステータコア51と、複数のコイル片52とを有している。
【0012】
回転電機1は、電気自動車や所謂ハイブリッド車等の電力によって駆動される車両に搭載される。以下の説明では、回転電機1が電動機として用いられる場合について説明するが、回転電機1を発電機として用いることも可能である。また、以下の説明では、シャフト11の回転軸線Oに平行な方向を軸方向といい、回転軸線Oに対して垂直な方向を径方向といい、軸方向及び径方向に対して垂直な方向を周方向という。
【0013】
図2は、配電部材2、端子台3、及びステータコア51を軸方向から見た構成図である。図3は、4つのコイル片52が組み合わされたコイルユニット50を示す斜視図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、ステータコア51の軸方向両側のうち、配電部材2及び端子台3が配置された側を上側といい、その反対側を下側という。ただし、この上側及び下側は、車両に搭載された状態における鉛直方向の上下を特定するものではない。
【0014】
端子台3は、樹脂からなる基台30と、第1乃至第3の電極31〜33とを有している。基台30は、固定子5を収容する図略のケース部材に固定され、第1乃至第3の電極31〜33には、コントローラから三相交流電流が供給される。
【0015】
ステータコア51は、円筒状のバックヨーク511と、バックヨーク511から径方向内方に向かって突出した複数のティース512とを一体に有している。本実施の形態では、72個のティース512が周方向等間隔に設けられており、周方向に隣り合うティース512の間にスロット510が形成されている。
【0016】
それぞれのコイル片52は、ステータコア51のスロット510に収容される一対の直線状の本体部521と、スロット510から突出してステータコア51の上側に配置される一対の傾斜部522と、それぞれの傾斜部522における上側の端部からさらに上方に向かって軸方向に延在する一対の直線部523と、一対の本体部521をステータコア51の下側で接続する接続部524とを有している。傾斜部522は、本体部521に対して鈍角をなすように傾斜している。
【0017】
また、コイル片52は、銅やアルミニウム等の良導電性を有する導電性金属52Mと、導電性金属52Mの表面を被覆する電気絶縁性の被覆層52Iからなる。本実施の形態では、導電性金属52Mが断面矩形状の平角単線であり、被覆層52Iがエナメル被覆からなる。直線部523の上方の端部であるコイルエンド520では、被覆層52Iが除去されて導電性金属52Mが露出している。
【0018】
また、本実施の形態では、288個のコイル片52がステータコア51に取り付けられ、各スロット510には、8本の本体部521が収容される。288個のコイル片52は、コイルエンド520同士が溶接されて2組の三相(U相,V相,及びW相)固定子巻線を構成する。また、2組の三相固定子巻線のうち、第1組の三相固定子巻線と、第2組の三相固定子巻線とは、電気角の位相が所定角度ずれている。第1組の三相固定子巻線は、第2組の三相固定子巻線よりもステータコア51の外周側に形成されている。なお、コイルエンド520同士の溶接部分は、樹脂によってコーティングしてもよい。
【0019】
図4は、配電部材2の一部を、ステータコア51に取り付けられた複数のコイル片52のうち一部のコイル片52の直線部523と共に示す斜視図である。図5は、配電部材2を示し、(a)は軸方向視図、(b)は周方向視図、(c)は斜視図である。
【0020】
配電部材2は、6本の導電線と3つの端子とを有し、端子台3の第1乃至第3の電極31〜33と各相のコイル片52のコイルエンド520とをそれぞれ接続する。6本の導電線は、第1及び第2のU相リード線21,22と、第1及び第2のV相リード線23,24と、第1及び第2のW相リード線25,26からなる。3つの端子は、U相端子27、V相端子28、及びW相端子29からなる。U相端子27は、端子台3の第1の電極31に接続される板部271と、第1及び第2のU相リード線21,22が共に加締められる加締め部272とを有している。板部271には、ボルト挿通孔270が形成されており、ボルト挿通孔270に挿通されるボルト34(図2参照)によって板部271が第1の電極31に接続される。
【0021】
同様に、V相端子28は、端子台3の第2の電極32に接続される板部281と、第1及び第2のV相リード線23,24が共に加締められる加締め部282とを有している。板部281には、ボルト挿通孔280が形成されており、ボルト挿通孔280に挿通されるボルト35(図2参照)によって板部281が第2の電極32に接続される。また同様に、W相端子29は、端子台3の第3の電極33に接続される板部291と、第1及び第2のW相リード線25,26が共に加締められる加締め部292とを有している。板部291には、ボルト挿通孔290が形成されており、ボルト挿通孔290に挿通されるボルト36(図2参照)によって板部291が第3の電極33に接続される。
【0022】
第1のU相リード線21、第1のV相リード線23、及び第1のW相リード線25は、各相の端子27,28,29と第1組の三相固定子巻線のU相,V相,及びW相の各固定子巻線の端部にあたるコイル片52のコイルエンド520とを電気的に接続する。第2のU相リード線22、第2のV相リード線24、及び第2のW相リード線26は、各相の端子27,28,29と第2組の三相固定子巻線のU相,V相,及びW相の各固定子巻線の端部にあたるコイル片52のコイルエンド520とを電気的に接続する。
【0023】
第1のU相リード線21、第1のV相リード線23、及び第1のW相リード線25は、特許請求の範囲に係る発明の「第1の導電線」に相当する。第2のU相リード線22、第2のV相リード線24、及び第2のW相リード線26は、特許請求の範囲に係る発明の「第2の導電線」に相当する。
【0024】
第1及び第2のU相リード線21,22、第1及び第2のV相リード線23,24、ならびに第1及び第2のW相リード線25,26は、それぞれが導電性金属からなる導電体2Mの表面が電気絶縁性の被覆層2Iに被覆されている。導電性金属としては、例えば銅あるいは銅合金を好適に用いることができる。被覆層2Iとしては、エナメル被膜を好適に用いることができる。導電体2Mは、単線(撚線ではない単一の金属導体)であり、本実施の形態では、断面円形状の丸単線がプレス加工により所定の形状に成形されている。ただし、断面矩形状の平角単線により導電体2Mを形成してもよい。
【0025】
また、第1及び第2のU相リード線21,22、第1及び第2のV相リード線23,24、ならびに第1及び第2のW相リード線25,26は、第1の保持部201に保持されている。また、第2のV相リード線24及び第1のW相リード線25は、第2の保持部202に保持されている。またさらに、第1のU相リード線21、第1のV相リード線23、及び第2のW相リード線26は、第3の保持部203に保持されている。第1の保持部201と第2の保持部202とは、連結部204によって連結され、第1の保持部201と第3の保持部203とは、連結部205によって連結されている。第1乃至第3の保持部201〜203ならびに連結部204,205は、射出成型により一体に成形された樹脂からなる。
【0026】
なお、第1乃至第3の保持部201〜203の少なくとも1つに、他の部品と固定するための固定部(ボルトを挿通するためのボルト挿通孔を有するフランジ部等)を設けてもよい。他の部品と固定することにより、配電部材2、配電部材2とコイルエンド520の溶接部、配電部材2と端子台3との接続部に加わる振動を抑制することができる。また、第1乃至第3の保持部201〜203の少なくとも1つに、ロボット搬送のためのハンドリング部を設けてもよい。
【0027】
第1のU相リード線21、第1のV相リード線23、及び第1のW相リード線25は、第1の保持部201から軸方向に延出されて各相の端子27,28,29にそれぞれ接続される延出部211,231,251と、第1の保持部201から延出されて軸方向に対して垂直な方向に延びる延伸部212,232,252と、延伸部212,232,252の端部から上方に向かって軸方向に延在する軸方向延在部213,233,253と、コイル片52のコイルエンド520に溶接される接続部214,234,254とを有している。
【0028】
接続部214,234,254は、軸方向延在部213,233,253の上側の端部からさらに上方に向かって軸方向に延在し、ステータコア51から軸方向に突出した第1組の三相固定子巻線のU相,V相,及びW相の各固定子巻線の端部にあたるコイル片52のコイルエンド520にそれぞれ溶接される。また、第1のU相リード線21、第1のV相リード線23、及び第1のW相リード線25は、接続部214,234,254を含む所定の長さ範囲にわたって被覆層2Iが除去され、導電体2Mが露出している。
【0029】
第2のU相リード線22、第2のV相リード線24、及び第2のW相リード線26は、第1の保持部201から軸方向に延出されて各相の端子27,28,29にそれぞれ接続される延出部221,241,261と、第1の保持部201から延出されて軸方向に対して垂直な方向に延びる延伸部222,242,262と、延伸部222,242,262の端部から上方に向かって軸方向に延在する軸方向延在部223,243,263と、軸方向延在部223,243,263の端部からさらに径方向に延在してステータコア51の内方に向かう径方向延在部224,244,264と、ステータコア51の周方向に沿うように径方向に対して屈曲されてコイル片52のコイルエンド520に溶接される接続部225,245,265とを有している。
【0030】
接続部225,245,265は、径方向延在部224,244,264の径方向内方の端部から周方向に延在し、ステータコア51から軸方向に突出した第2組の三相固定子巻線のU相,V相,及びW相の各固定子巻線の端部にあたるコイル片52のコイルエンド520にそれぞれ溶接される。また、第2のU相リード線22、第2のV相リード線24、及び第2のW相リード線26は、接続部225,245,265を含む所定の長さ範囲にわたって被覆層2Iが除去され、導電体2Mが露出している。接続部225,245,265は、径方向延在部224,244,264における径方向内側の端部からステータコア51の周方向に屈曲され、周方向に沿って延在している。
(【0031】以降は省略されています)

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