特許 7585944 ステータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】ステータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/04 20060101AFI20241112BHJP

   H02K 3/24 20060101ALI20241112BHJP

   H02K 15/085 20060101ALI20241112BHJP

   H02K 15/04 20060101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

H02K3/04 E

H02K3/24 Z

H02K15/085

H02K15/04 E

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021063321

(22)【出願日】2021-04-02

(65)【公開番号】P2022158424

(43)【公開日】2022-10-17

【審査請求日】2024-01-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】松本 雅志

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 航平

(72)【発明者】

【氏名】稲野 宏

(72)【発明者】

【氏名】澤田 知幸

(72)【発明者】

【氏名】川村 葉月

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１７１０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２６１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４３０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０３９０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６９６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１９２１４８５５（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／０４

Ｈ０２Ｋ ３／２４

Ｈ０２Ｋ １５／０８５

Ｈ０２Ｋ １５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スロットを有するステータコアと、ステータコアに巻回されるコイルと、を有するステータであって、
前記コイルは、
前記スロットの内部に位置し、単線からなる第一セグメントと、
前記スロットの外部に位置し、集合線からなる第二セグメントと、
前記第一セグメントと前記第二セグメントとを接続する連結部材と
を有するステータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステータに関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、連結部材によってセグメントコイル同士を連結する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１２６１５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、従来、スロット内部のコイル本数と、コイルエンドのコイル本数とを同数とした場合、コイルエンドのコイル本数を増加させることで、コイルの表面積が増加してコイルによる冷却性能を高めることができるが、スロット内部において導電部に対する絶縁部の比率が増加するため、スロットの内部におけるコイルの占積率が低下してしまう。そこで、スロット内部の占積率を維持しつつ、冷却性能を向上させることが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述した課題を解決するために、一実施形態に係るステータは、スロットを有するステータコアと、ステータコアに巻回されるコイルと、を有するステータであって、コイルは、スロットの内部に位置し、単線からなる第一セグメントと、スロットの外部に位置し、集合線からなる第二セグメントと、第一セグメントと第二セグメントとを接続する連結部材とを有する。

【発明の効果】

【0006】

一実施形態に係るステータによれば、スロット内部の占積率を維持しつつ、集合線を利用してスロット外部の比表面積を拡大させることにより、冷却性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係るステータの外観図である。

【図2】図１に示すステータのＡ－Ａ断面図である。

【図3】一実施形態に係るステータが備える連結部材の外観斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

【0009】

図１は、一実施形態に係るステータ１００の外観図である。図２は、図１に示すステータ１００のＡ－Ａ断面図である。図３は、一実施形態に係るステータ１００が備える連結部材１４６の外観斜視図である。

【0010】

図１に示すステータ１００は、回転電機のステータである。図１に示すようにステータ１００は、ステータコア１２０と、コイル１４０とを備える。

【0011】

ステータコア１２０は、例えば、複数の円環状の電磁鋼板が積層された構造を有する。ステータコア１２０には、複数のスロット１２２が形成されている。

【0012】

図１に示すように、各スロット１２２は、ステータコア１２０の軸方向における一方の端面から、ステータコア１２０の軸方向における他方の端面へ貫通して形成されている。

【0013】

また、図２に示すように、各スロット１２２は、ステータコア１２０の内周面１２０Ａから、ステータコア１２０の外周面１２０Ｂ側に向かって、一定の幅および一定の長さを有して形成されている。すなわち、図２に示すように、各スロット１２２は、ステータコア１２０の半径方向を長手方向とする長方形状の断面形状を有する。

【0014】

さらに、ステータコア１２０には、円周方向に複数のスロット１２２が等間隔で並べて形成されている。

【0015】

コイル１４０は、ステータコア１２０に巻き回される。コイル１４０は、複数の第二セグメント１４２、複数の第一セグメント１４４、および複数の連結部材１４６を有して構成されている。

【0016】

複数の第二セグメント１４２は、ステータコア１２０の一方の外側のコイルエンド１４０Ａと、ステータコア１２０の他方の外側のコイルエンド１４０Ｂとを構成する部分である。複数の第二セグメント１４２の各々は、２つの第一セグメント１４４の間に設けられ、２つの第一セグメント１４４を接続する。

【0017】

本実施形態では、第二セグメント１４２は、複数の導線が互いに撚り合されて構成された集合線が用いられている。

【0018】

複数の第一セグメント１４４は、ステータコア１２０が有する複数のスロット１２２の各々の内部に配置される。図２に示すように、ステータコア１２０が有する各スロット１２２には、複数の第一セグメント１４４が半径方向（すなわち、スロット１２２の長手方向）に並べて配置される。

【0019】

本実施形態では、第一セグメント１４４は、単線が用いられており、その一例として、断面が矩形状を有する１本の平角線コイルまたは銅板が用いられている。

【0020】

なお、図２に示すように、スロット１２２内において、複数の第一セグメント１４４の各々は、絶縁紙１２４によって覆われることによって絶縁される。

【0021】

連結部材１４６は、第二セグメント１４２の端部と、第一セグメント１４４の端部とを接続する部材である。本実施形態では、連結部材１４６の一例として、中空構造を有する銅管が用いられる。

【0022】

連結部材１４６には、その一方の開口部１４６Ａから、第二セグメント１４２の端部が挿入される。また、連結部材１４６には、その他方の開口部１４６Ｂから、第一セグメント１４４の端部が挿入される。これにより、連結部材１４６は、第二セグメント１４２の端部と、第一セグメント１４４の端部とを、容易に接続できるようになっている。

【0023】

なお、コイル１４０は、複数の第一セグメント１４４の各々の両端部に連結部材１４６が接続されるため、第一セグメント１４４の数の２倍の数の連結部材１４６を有する。

【0024】

また、図３に示す例では、連結部材１４６は、第二セグメント１４２の端部の断面積が、第一セグメント１４４の端部の断面積よりも大きいことから、第二セグメント１４２の端部が挿入される一方の開口部１４６Ａが、第一セグメント１４４の端部が挿入される他の開口部１４６Ｂよりも、内径が大きくなっている。例えば、連結部材１４６は、深絞り加工によって、互いに内径が異なる２つの開口部を有する形状に形成することができる。

【0025】

以上説明したように、一実施形態に係るステータ１００は、スロット１２２を有するステータコア１２０と、ステータコア１２０に巻回されるコイル１４０とを有し、コイル１４０は、スロット１２２の内部に位置し、単線からなる第一セグメント１４４と、スロット１２２の外部に位置し、集合線からなる第二セグメント１４２と、第一セグメント１４４と第二セグメント１４２とを接続する連結部材１４６とを有する。

【0026】

これにより、一実施形態に係るステータ１００は、第一セグメント１４４に単線を用いたことにより、スロット１２２内におけるコイル１４０の占積率を維持しつつ、第二セグメント１４２に集合線を用いたことにより、第二セグメント１４２の比表面積を拡大させて、第二セグメント１４２における冷却油との接触面積を増大させることができ、よって、コイル１４０による冷却性能を向上させることができる。

【0027】

また、一実施形態に係るステータ１００は、第一セグメント１４４として絶縁紙１２４によって覆われた銅板を用いることができ、この場合、スロット１２２内における導体の占積率を高めることができるうえ、平角線コイルの供給不足のリスクを回避することができる。

【0028】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

【符号の説明】

【0029】

１００ ステータ
１２０ ステータコア
１２０Ａ 内周面
１２０Ｂ 外周面
１２２ スロット
１４０ コイル
１４０Ａ,１４０Ｂ コイルエンド
１４２ 第二セグメント
１４４ 第一セグメント
１４６ 連結部材
１４６Ａ，１４６Ｂ 開口部

【図1】

【図2】

【図3】