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公開番号2024024928
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-26
出願番号2022127925
出願日2022-08-10
発明の名称固定子
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類H02K 3/50 20060101AFI20240216BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】製造コストの低減および小型化を図ることが可能な固定子を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、固定子は、第1端面20aおよび第1端面と対向した第2端面20bを有する円筒状のヨークとヨークの周方向に間隔を置いて並んで位置する複数のティースと、を具備する固定子鉄心20と、それぞれティースに捲回され、第1端面の側に延出したリード側コイル端部14bと第2端面の側に延出した中性点側コイル端部とを有する複数相のコイル14と、それぞれ電極端子15Wに接続された一端と接続端部16Wを構成する他端とを有する長さの異なる複数本の導線を束ねて環状に整形された結線リングRW、RV、RUであって、第1端面の側に配置され複数の接続端部が同相のコイルのリード側コイル端部にそれぞれ接合され、複数の同相のコイルを電極端子に結線した複数相の結線リングと、を備えている。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項1】
第1端面および前記第1端面と対向した第2端面を有する円筒状のヨークと前記ヨークの内周側に設けられ前記ヨークの周方向に間隔を置いて並んで位置する複数のティースと、を具備する固定子鉄心と、
それぞれ前記ティースに捲回され、前記第1端面の側に延出したリード側コイル端部と前記第2端面の側に延出した中性点側コイル端部とを有する複数相のコイルと、
それぞれ電極端子に接続された一端と接続端部を構成する他端とを有する長さの異なる複数本の導線を束ねて環状に整形された結線リングであって、前記第1端面の側に配置され複数の前記接続端部が同相の前記コイルの前記リード側コイル端部にそれぞれ接合され、複数の同相の前記コイルを前記電極端子に結線した複数相の結線リングと、
を備える固定子。
続きを表示(約 870 文字)【請求項2】
前記結線リングの導線は、前記電極端子から第1方向に円弧状に延出した長さの異なる複数本の導線を含む第1グループと、前記電極端子から前記第1方向と反対の第2方向に円弧状に延出した長さの異なる複数本の導線を含む第2グループと、を有している、請求項1に記載の固定子。
【請求項3】
前記第1グループにおける前記導線の前記接続端部と、前記第2グループにおける前記導線の前記接続端部とは、周方向に等間隔を置いて並んでいる、請求項2に記載の固定子。
【請求項4】
前記第1グループの前記導線の本数は、前記第2グループの前記導線の本数と等しい、請求項2に記載の固定子。
【請求項5】
前記結線リングの前記導線は、前記コイルを形成している導線と共通の導線である、請求項1に記載の固定子。
【請求項6】
前記固定子鉄心に装着された絶縁性を有する巻線ホルダを更に備え、
前記巻線ホルダは、前記ティースに装着され前記コイルが捲回された装着部と前記ヨークの前記第1端面の上に位置し前記結線リングの前記導線の配策をガイドするガイド部と、接合された前記リード側コイル端部および前記接続端部が収納された収納溝と、を有している請求項1に記載の固定子。
【請求項7】
円弧状に形成された複数の中性点バスバーを更に備え、
前記中性点バスバーの各々は、前記第2端面の側に配置され複数の前記中性点側コイル端部に接合されている、請求項1に記載の固定子。
【請求項8】
前記固定子鉄心に装着された絶縁性を有する巻線ホルダを更に備え、
前記巻線ホルダは、前記ティースに装着され前記コイルが捲回された装着部と前記ヨークの前記第2端面の上に位置するガイド部と、を有し、前記ガイド部は、前記中性点バスバーを保持する保持部と、前記中性点側コイル端部を前記中性点バスバーと接触可能な位置に保持する保持凹所と、を有している、請求項7に記載の固定子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
この発明の実施形態は、回転電機の固定子に関する。
続きを表示(約 2,900 文字)【背景技術】
【0002】
回転電機は、円筒状の固定子と、固定子に対して回転自在に設けられた回転子とを有している。固定子は、円筒形状のヨークと、ヨークから径方向内側に突出させた複数のティースとによって構成される固定子鉄心と、ティースに集中巻きされた複数のコイルと、を有している。各コイルの一端は、リード部(リード線)によって引き回されている。複数のリード部は、金属板からなるバスリングに連結されている。
近年、回転電機の固定子は、一層の小型化が望まれている。各コイルを引き回すためにバスバーリングを使用する場合、固定子の形状はバスバーリングの外形形状に依存することになり、固定子を小型化することが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2014-165999号公報
特開2012-196018号公報
特開2010-35360号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の実施形態の課題は、製造コストの低減および小型化を図ることが可能な固定子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態によれば、固定子は、第1端面および前記第1端面と対向した第2端面を有する円筒状のヨークと前記ヨークの内周側に設けられ前記ヨークの周方向に間隔を置いて並んで位置する複数のティースと、を具備する固定子鉄心と、それぞれ前記ティースに捲回され、前記第1端面の側に延出したリード側コイル端部と前記第2端面の側に延出した中性点側コイル端部とを有する複数相のコイルと、それぞれ電極端子に接続された一端と接続端部を構成する他端とを有する長さの異なる複数本の導線を束ねて環状に整形された複数相の結線リングと、を備えている。前記結線リングは、前記第1端面の側に配置され複数の前記接続端部が同相の前記コイルの前記リード側コイル端部にそれぞれ接合され、複数の同相の前記コイルを前記電極端子に結線している。
【図面の簡単な説明】
【0006】
図1は、実施形態に係る固定子の一端面側を示す斜視図。
図2は、前記固定子の他端面の側を示す斜視図。
図3は、コイルが巻装された分割鉄心部の斜視図。
図4は、前記分割鉄心部の分解斜視図。
図5は、前記分割鉄心部の第1巻線ホルダを示す斜視図。
図6は、前記第1巻線ホルダの側面図。
図7は、前記分割鉄心部の第2巻線ホルダを示す斜視図。
図8は、前記分割鉄心部の第1巻線ホルダの側を示す斜視図。
図9は、前記分割鉄心部の第2巻線ホルダの側を示す斜視図。
図10は、固定子鉄心および結線リングを示す斜視図。
図11は、固定子鉄心の第1端面の側を示す斜視図。
図12は、前記結線リングを示す斜視図。
図13は、時計方向に延出する第1グループの配策を示す固定子鉄心の平面図。
図14は、一部破断して示す固定子鉄心の斜視図。
図15は、反時計方向に延出する第2グループの配策を示す固定子鉄心の平面図。
図16は、一部破断して示す固定子鉄心の斜視図である。
図17は、固定子鉄心の第2端面(中性点)の側および中性点バスバーを示す分解斜視図。
図18は、固定子鉄心の第2端面(中性点)の側の一部および中性点バスバーを拡大して示す斜視図。
図19は、中性点バスバーが装着された状態の固定子鉄心の第2端面(中性点)の側の一部を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。
【0008】
図1は、実施形態に係る回転電機の固定子を第1端面の側から見た斜視図、図2は、第2端面の側から見た固定子の斜視図である。
図1に示すように、固定子10は、例えば、3相(U相、V相およびW相)の交流電源によって駆動される回転電機の固定子を構成している。固定子10は、複数個(24個)の分割鉄心部10Aと、複数本(24本)のコイル14と、電極端子(口出し端子)15U、15V、15Wと、を有している。
複数個(24個)の分割鉄心部10Aは、固定子10の周方向に並んで配置され円筒状の固定子鉄心20を構成している。周方向に隣り合う分割鉄心部10Aは、カシメあるいは凸部と凹部との係合により、互いに連結されている。各々の分割鉄心部10Aは、磁性を有する電磁鋼板を積層して構成された分割鉄心11と分割鉄心11に装着された絶縁性を有するインシュレータ(第1巻線ホルダ12および第2巻線ホルダ13)とで構成されている。固定子鉄心20は、軸方向の一端側に位置する環状の第1端面20aおよび軸方向の他端側に位置する環状の第2端面20bを有する円筒状のヨークと、ヨークの内周側に設けられ周方向に間隔を置いて並んで位置する複数本(24本)のティースと、を具備している。
【0009】
コイル14は、断面が円形の長尺な導線、例えば、銅線、によって構成されている。銅線は、絶縁性の部材によって外周が被膜されている。コイル14は、分割鉄心部10Aに対して、集中巻きの構成で巻き付けられている。すなわち、1本のコイル14が、1つの分割鉄心部10Aに巻き付けられている。固定子10の周方向に一定の間隔で設けられた24本のコイル14には、U相、V相およびW相の順で、3相の交流電流が入力される。各コイル14のリード側のコイル端部は、固定子鉄心20の第1端面20aの側に延出している。コイル14の中性点側のコイル端部は、固定子鉄心20の第2端面20bの側に延出している。
【0010】
電極端子15U、15V、15Wは、外部の電源からコイル14に入力される電流の入力端子である。U相電極端子15Uは、後述するリング状のU相導線群(U相結線リングと称する)を介してU相の8本のコイル14に接続される。V相電極端子15Vは、後述するリング状のV相導線群(V相結線リングと称する)を介してV相の8本のコイル14に接続される。W相電極端子15Wは、後述するリング状のW相導線群(W相結線リングと称する)を介してW相の8本のコイル14に接続される。コイル14に電力が入力されると、分割鉄心11に所定の鎖交磁束が形成される。
(【0011】以降は省略されています)

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