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公開番号2021069237
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210430
出願番号2019194529
出願日20191025
発明の名称回転電機及びステータ端板
出願人日産自動車株式会社
代理人特許業務法人後藤特許事務所
主分類H02K 3/24 20060101AFI20210402BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】トルクの低下を抑制できる回転電機を提供する。
【解決手段】
ステータ(10)は、複数のコイル素子(121)が挿通されると共に、軸方向の端部(110b)に複数のコイル素子(121)を互いに結線するステータ端板(150)が備えら、ステータ端板(150)は、コイル素子(121)を互いに結線する結線部材(60)と、結線部材(60)を保持する保持部材(50)と、保持部材(50)に形成され、結線部材(60)を冷却する冷媒が流通する冷媒流路(70)と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
ステータとロータとを有する回転電機であって、
前記ステータは、複数のコイル素子が挿通されるステータコアと、前記ステータコアの軸方向の端部に設けられるステータ端板とを備え、
前記ステータ端板は、
複数の前記コイル素子を互いに結線する結線部材と、
前記結線部材を保持する保持部材と、
前記保持部材に形成され、前記結線部材を冷却する冷媒が流通する冷媒流路と、
を備えて構成される
回転電機。
続きを表示(約 670 文字)【請求項2】
請求項1に記載の回転電機であって、
前記保持部材は、前記結線部材が配置される溝が形成され、
前記保持部材の前記結線部材が配置される端面が、絶縁性のシール部材により封止され
前記結線部材、前記溝及び前記シール部材で形成される隙間が前記冷媒流路を形成する
回転電機。
【請求項3】
請求項2に記載の回転電機であって、
前記冷媒は絶縁性の流体であり、
前記結線部材は、その表面に絶縁性の被膜を有さない
回転電機。
【請求項4】
請求項2又は3に記載の回転電機であって、
前記ステータ端板は、前記結線部材と前記保持部材と前記冷媒流路とを有する端板と、前記シール部材とが積層されて構成される
回転電機。
【請求項5】
請求項4に記載の回転電機であって、
前記端板は、それぞれ、前記冷媒流路に冷媒を流通させる冷媒入口及び冷媒出口を備え、
前記冷媒入口及び前記冷媒出口において、冷媒の漏れを防止するリング部材が前記端板と前記端板との間に設けられる
回転電機。
【請求項6】
回転電機のステータに備えられるステータコアの軸方向の端部に設けられるステータ端板であって、
複数のコイル素子を互いに結線する結線部材と、
前記結線部材を保持する保持部材と、
前記保持部材に形成され、前記結線部材を冷却する冷媒が流通する冷媒流路と、
を備えるステータ端板。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、回転電機及びステータ端板に関する。
続きを表示(約 3,600 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1には、固定子のスロットに配置した複数の棒導体を、絶縁体と平導体により構成した固定子端板により結線してコイルを形成することで、固定子の軸方向長さを小型化できるモータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2001−275288号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
モータ(回転電機)は、駆動時にコイルに流れる電流により発熱するため、コイルを適切に冷却する必用がある。コイルの冷却には、例えば固定子(ステータ)に冷媒を流通させることで行なわれる。ここで、特許文献1のようにコイルエンド部を固定子端板(ステータ端板)で結線を行なうように構成した場合は、ステータ端板の平導体が絶縁体の内部にあるため、適切に冷却することが容易ではなかった。
【0005】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ステータ端板により結線を行なうように構成された回転電機において、コイルエンド部を適切に冷却できる回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一実施態様は、ステータとロータとを有する回転電機に適用される。ステータは、複数のコイル素子が挿通されるステータコアと、ステータコアの軸方向の端部に設けられるステータ端板とを備える。ステータ端板は、複数のコイル素子が結線される結線部材と、結線部材を保持する保持部材と、保持部材に形成され、結線部材を冷却する冷媒が流通する冷媒流路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によると、コイルエンド部を結線部材で結線するステータ端板により構成される回転電機において、ステータ端板の保持部材に結線部材を冷却する冷媒流路を備えたので、結線部材を適切に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、本発明の実施形態の回転電機の断面図である。
図2は、本発明の実施形態のステータの説明図である。
図3は、本発明の実施形態のステータ端板の説明図である。
図4は、本発明の実施形態のステータ端板の保持部材の説明図である。
図5は、本発明の実施形態のステータ端板の断面図である。
図6は、本発明の実施形態のステータ端板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【0010】
図1は本実施形態の回転電機1の断面図である。
【0011】
回転電機1は、ステータ10及びロータ20から構成され、図示しないバッテリから電力の供給を受けてロータ20が回転することで、回転駆動力を発生する。
【0012】
ステータ10は、円環状に形成されたステータコア110と、ステータコア110に形成された複数のスロットに挿通されるコイル120とを備えて構成される。ステータコア110は、例えば電磁鋼板を積層して形成される。
【0013】
コイル120は、複数のコイル素子121(図2参照)により構成される。ステータコア110の一方の端部(図中左側、以降「第1エンド10a」と呼ぶ)では、コイル120が折り返されたコイルエンド140を形成する。
【0014】
また、ステータコア110の他方の端部(図中右側、以降「第2エンド10b」と呼ぶ)では、コイル素子121がステータ端板150により互いに電気的に結線される。ステータ端板150の詳細は、図3で説明する。
【0015】
ロータ20は、円環状に形成されたロータコア210と、ロータコア210に形成された複数の磁石溝に挿入される永久磁石220とを備えて構成される。ロータ20の中心にはロータシャフト30が貫通して固定される。ロータコア210は、例えば電磁鋼板を積層して形成される。
【0016】
回転電機1は、コイル120により形成されたU、V、W相の各相に電流が印加されることにより、ロータ20に回転駆動力を発生させる。ロータ20が発生する回転駆動力はロータシャフト30を介して取り出される。
【0017】
図2は、本実施形態のステータ10の説明図である。
【0018】
ステータ10は、ステータコア110とステータ端板150とを備えて構成される。ステータコア110には、複数のコイル素子121がスロットに挿入されている。
【0019】
コイル素子121は、銅又はその合金からなる平角線により構成され、U字形状に形成されている。
【0020】
コイル素子121は、ステータコア110の第1エンド10aから第2エンド10bに向かってスロットに挿入される。コイル素子121の開放端は、第2エンド10b側に突出する。
【0021】
すなわち、コイル素子121は、第2エンド10bの開放端からステータコア110のスロットを経由してステータコア110の第1エンド10a側に露出する。ここで、コイル素子121は、第1エンド10aにおいてUターンして再びスロットを経由して、第2エンド10bの至るように形成されている。
【0022】
コイル素子121の端部(開放端)は、ステータ10の第2エンド10bに突出し、ステータ端板150により互いに結線される。ステータ端板150がコイル素子121を互いに結線することで、U、V、W相を有するコイル120が構成される。
【0023】
第1エンド10aにおいては、コイル素子121の折り返し部分が集積されたコイルエンド140が形成される。なお、コイル素子121は、開放端部を除きその表面に絶縁性の被膜が形成されており、コイル素子121同士が接触した場合にも、互いに電気的に絶縁される。
【0024】
第2エンド10bにおいて、コイル素子121の突出高さがそれぞれ異なるように形成されている。コイル素子121の突出高さは、ステータ端板150の端板151の位置に対応する。
【0025】
ステータ端板150は、3つの端板(151a、151b、151c)から構成されている。コイル素子121の突出高さは、これら3つの端板(151a、151b、151c)の位置にそれぞれ対応する。具体的には、コイル素子121の突出高さが最も低いものが、第2エンド10bに最も近い側の端板151cで結線され、コイル素子121の突出高さが二番目に低いものが、第2エンド10bから二番目に近い端板151bで結線され、コイル素子121の突出高さが最も高いものが、第2エンド10bから最も遠い側の端板151aで結線される。
【0026】
このように、第2エンド10b側に突出したコイル素子121が、ステータ端板150により結線されることで、U、V、W相を有するスター結線(またはデルタ結線)のコイル120が構成される。なお、ステータ端板150は、コイル120をバッテリに接続するための取り出し線も備える。
【0027】
ここで、一般的な回転電機において、ステータ端部のコイルエンド部(特に第2エンド)では、U相、V相、W相を互いに避けながらコイルを結線してステータへと折り返す必用があり、コイルエンド部が複雑な形状となり軸方向に突出するため、回転電機を小型化するためには制約が大きかった。
【0028】
これに対して、本実施形態のようにステータ10の第2エンド10bのコイルエンド部の結線を平板状のステータ端板150で行なうことで、コイルエンド部の軸方向の高さを抑えることができ、回転電機1を小型化することができる。
【0029】
一方で、ステータ端板150は、その内部に導体が埋め込まれているため、コイルエンド部の外側から冷媒を流すことによる冷却では、ステータ端板150の内部の導体(結線部材60、図3参照)を十分に冷却することが難しいという課題がある。
【0030】
そこで、本実施形態の回転電機1は、ステータ端板150に冷媒が流通する流路を設けることで、ステータ端板150を適切に冷却できるように構成した。
(【0031】以降は省略されています)

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