JP2002233095A - Electric equipment - Google Patents

Electric equipment

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JP2002233095A
JP2002233095A JP2001029126A JP2001029126A JP2002233095A JP 2002233095 A JP2002233095 A JP 2002233095A JP 2001029126 A JP2001029126 A JP 2001029126A JP 2001029126 A JP2001029126 A JP 2001029126A JP 2002233095 A JP2002233095 A JP 2002233095A
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JP
Japan
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stator
coil
core
winding
motor
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Pending
Application number
JP2001029126A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Yamamoto
典明 山本
Koki Taneda
幸記 種田
Takashi Yasuhara
隆 安原
Toshiaki Ueda
俊明 植田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide electric equipment such as an electric motor and a generator having the stator coil of wiring constitution small in a connection part in the axial direction and superior in assembling. SOLUTION: In the electric equipment provided with a stator core 3 having a plurality of teeths 32 and a stator 2 comprising the two or more phase stator coil 4 wound around the stator core 3, at least one stator coil 4 comprises a plurality of unit coils 41, and at least one unit coil 41 is connected to the other unit coil 41 by a conductor 5 passing the inside of the stator coil 4 from the inner peripheral part to the outer peripheral part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器であり、
特に各種産業用モータ及び発電機、例えば電気自動車、
ハイブリット車等に使用されるモータ及び発電機、並び
にオルタネータ、スタータ、及びサーボモータ、ブラシ
レスモータ、インダクションモータのステータに関する
ものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric device,
In particular, various industrial motors and generators, such as electric vehicles,
The present invention relates to a motor and a generator used for a hybrid vehicle and the like, and an alternator, a starter, and a stator of a servomotor, a brushless motor, and an induction motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】モータの巻線形式を大別すると、複数の
スロットを跨いでコイルを構成する分布巻線と、一つの
ティースに一つのコイルを巻く集中巻線とがある。近
年、製品の小形化、高性能化、低コスト化の要求に応え
るため、ステータを構成する各コイルの結線の短縮、及
び接続部の占める体積、特に、ステータ軸方向の短縮が
重要な課題になっている。
2. Description of the Related Art Generally, a winding type of a motor is classified into a distributed winding in which a coil extends over a plurality of slots and a concentrated winding in which one coil is wound on one tooth. In recent years, in order to respond to demands for product miniaturization, high performance, and low cost, shortening the connection of each coil constituting the stator and reducing the volume occupied by the connection, especially the axial direction of the stator, have become important issues. Has become.

【0003】ステータ巻線の各相のコイルは、Y結線又
は△結線等の形式で、各相毎にコイルを接続する必要が
ある。各コイルの端末処理を合理化する手段としては、
以下の方法が行われている。一つは、図8に示した特開
平11−18331号公報のように、各相毎に所定数連
続巻線したコイルの渡り線をコア外周部に設けた絶縁体
71a、71bの各相毎の溝72a、72bに沿って渡
り線70を配置することで、各コイルの結線を不要にし
ている。また、別の方式では、図9に示した特開平6−
233483号公報のように、個々に独立して巻線した
コイルの端末線74を別途設けた配線基板75に接続す
る方式で各コイルの結線を行っている。
The coils of each phase of the stator winding need to be connected to each phase in a Y-connection or a △ -connection. Means to streamline terminal processing for each coil include:
The following method has been performed. One is that for each phase of insulators 71a and 71b in which a predetermined number of continuous winding coils for each phase are provided on the outer periphery of the core, as in JP-A-11-18331 shown in FIG. By arranging the crossovers 70 along the grooves 72a and 72b, the connection of each coil becomes unnecessary. In another method, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent No. 233483, each coil is connected by a method in which terminal wires 74 of individually wound coils are connected to a separately provided wiring board 75.

【0004】しかし、前者の場合、渡り線をコア外周部
の絶縁体の溝内に配置し、相間の絶縁を確保する必要が
あるため、コア外周部及びコア軸方向に配線のためだけ
に大きな領域が必要となる。特に、電気自動車やハイブ
リット車に代表される高出力モータにおいて、高効率
化、小形軽量化が課題であり、高出力を要求するモータ
仕様に対して、コイルの導体面積を大きくしている。例
えばコイル1ターンあたりの導体断面積として、4.0
〜5.0mm程度を必要としている。したがって、外
周部のみに集中して渡り線を配置する従来方式では、各
相の太い渡り線を干渉しないように配置することが困難
となり、コア外径が大きなモータ又は軸方向に大きなモ
ータとなる。一方、燃費向上の点から、車両全体の小形
化、軽量化とともに、搭載するモータの小形化、軽量化
が必要であるため、従来方法では小形化に限界が生じて
いる。
However, in the former case, since it is necessary to arrange the crossover wires in the grooves of the insulator on the outer peripheral portion of the core and to secure the insulation between the phases, the crossover wire is large only for wiring in the outer peripheral portion of the core and in the axial direction of the core. Space is needed. In particular, in high-output motors represented by electric vehicles and hybrid vehicles, high efficiency and small size and light weight are issues, and the conductor area of the coil is increased with respect to motor specifications requiring high output. For example, the conductor cross-sectional area per turn of the coil is 4.0
Approximately 5.0 mm 2 is required. Therefore, in the conventional method in which the crossovers are concentrated only on the outer peripheral portion, it is difficult to arrange the crossovers so as not to interfere with the thick crossovers of each phase, and a motor having a large core outer diameter or a motor in the axial direction becomes large. . On the other hand, in order to improve fuel efficiency, it is necessary to reduce the size and weight of the entire vehicle as well as to reduce the size and weight of the motor to be mounted.

【0005】また、後者の場合、各コイルの端末をそれ
ぞれ絶縁処理した配線基板上の導体に接続し、軸方向に
積層する構成としているため、導体のジュール熱を放熱
しにくいという課題がある。このため、配線基板での発
熱を避けるため、必要最低限の導体断面積に対し1.5
〜3倍程度大きくすることで抵抗を下げる必要となり、
モータの出力向上とともに、導体断面積も大きくなり、
配線基板全体が大きくなる。また、モータ外径が大きく
なると、中空構造の配線板ではコスト面からデメリット
があった。
In the latter case, since the terminals of each coil are connected to the conductor on the insulated wiring board and laminated in the axial direction, there is a problem that it is difficult to radiate Joule heat of the conductor. Therefore, in order to avoid heat generation on the wiring board, the required conductor
It is necessary to lower the resistance by increasing it by about 3 times,
As the motor output increases, the conductor cross-section increases,
The entire wiring board becomes larger. Also, when the motor outer diameter becomes large, there is a disadvantage in terms of cost in the case of a wiring board having a hollow structure.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題を解決するものであり、結線部が軸方向に小さく、
組立性に優れた配線構成のステータコイルを有するモー
タや発電機等の電気機器を提供することを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and the connection portion is small in the axial direction.
An object of the present invention is to provide an electric device such as a motor or a generator having a stator coil having a wiring configuration excellent in assemblability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のティー
スを有するステータコアと、該ステータコアに巻線した
2相以上のステータコイルとからなるステータを備えた
電気機器において、前記ステータコイルの少なくとも一
つは、複数の単位コイルからなり、そして、該単位コイ
ルの少なくとも一つは、ステータコイルの内側をステー
タの内周部から外周部まで通る導体により、別の単位コ
イルと接続される電気機器である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to an electric apparatus including a stator having a stator core having a plurality of teeth and two or more phases of stator coils wound on the stator core. One is composed of a plurality of unit coils, and at least one of the unit coils is an electric device connected to another unit coil by a conductor passing through the inside of the stator coil from the inner periphery to the outer periphery of the stator. is there.

【0008】また、本発明は、上記導体は、ステータコ
アに取付けた位置決め部材に保持される電気機器であ
る。
[0008] The present invention is also an electric apparatus wherein the conductor is held by a positioning member attached to a stator core.

【0009】そして、本発明は、上記単位コイルは、一
つのティースに集中的に巻線された集中巻線で構成され
る電気機器である。
Further, the present invention is an electric device in which the unit coil is constituted by a concentrated winding wound intensively on one tooth.

【0010】更に、本発明は、上記ステータコアは、少
なくとも一つのティース部とコアバック部とに分割して
組立てたコアである電気機器である。
Further, the present invention is an electric device in which the stator core is a core that is divided and assembled into at least one tooth portion and a core back portion.

【0011】また、本発明は、上記ステータコアは、周
方向に分割して組立てたコアである電気機器である。
Further, the present invention is an electric device in which the stator core is a core divided and assembled in a circumferential direction.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を説明する。以
下、本発明の電気機器の実施例について、図1〜図7を
用いて説明する。図1は、実施例のモータのステータ平
面説明図である。図2は、実施例における配線用導体の
説明図である。図3は、実施例のモータの概略説明図で
ある。図4は、実施例のコイル結線説明図である。図5
は、実施例における配線用導体の変形例の説明図であ
る。図6は、実施例におけるティース部とコアバック部
を分割したステータの説明図である。図7は、実施例に
おける周方向分割コアの説明図である。
Embodiments of the present invention will be described. Hereinafter, embodiments of the electric apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory plan view of a stator of a motor according to an embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram of the wiring conductor in the example. FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of the motor of the embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram of the coil connection of the embodiment. FIG.
FIG. 4 is an explanatory view of a modification of the wiring conductor in the embodiment. FIG. 6 is an explanatory diagram of a stator in which the teeth portion and the core back portion in the embodiment are divided. FIG. 7 is an explanatory diagram of the circumferential division core in the embodiment.

【0013】実施例を説明する。実施例の電気機器であ
るモータ1は、図3に示すように、ステータ2、ロータ
11、フレーム12、シャフト13、軸受け14、永久
磁石15等から構成される。ステータ2は、図1に示す
ように、ステータコア3及びステータコイル4を有して
おり、ステータコア3に設けた複数のスロット31内に
ステータコイル4が所定の規則に従って配置され、そし
て、ステータ2内に回転自在にロータ11を配置してい
る。ステータコア3は、例えば厚さ0.35mm、0.
5mmの薄い電磁鋼板を打ち抜き積層したものであり、
かしめ又は溶接等により固定している。ステータコイル
4は、各相とも複数の単位コイル41を接続して構成さ
れる。フレーム12は、内径側にステータ2を固定して
おり、また、ロータ11と固定されたシャフト13を軸
受け14で支持している。本実施例では、図3に示すよ
うに、ロータ11に所定極数をもつ永久磁石15が配置
された磁石モータである。極数とスロット数は、例えば
8極9スロット、8極12スロット、10極12スロッ
ト、16極24スロット等、様々な組み合わせの中から
モータの要求性能に応じて設計する。
An embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the motor 1, which is an electric device of the embodiment, includes a stator 2, a rotor 11, a frame 12, a shaft 13, a bearing 14, a permanent magnet 15, and the like. As shown in FIG. 1, the stator 2 has a stator core 3 and a stator coil 4. The stator coil 4 is arranged in a plurality of slots 31 provided in the stator core 3 according to a predetermined rule. The rotor 11 is disposed rotatably. The stator core 3 has, for example, a thickness of 0.35 mm and a thickness of 0.3 mm.
It is made by punching and laminating a 5 mm thin electromagnetic steel sheet.
It is fixed by swaging or welding. The stator coil 4 is configured by connecting a plurality of unit coils 41 for each phase. The frame 12 fixes the stator 2 on the inner diameter side, and supports a shaft 13 fixed to the rotor 11 with a bearing 14. In this embodiment, as shown in FIG. 3, a magnet motor in which a permanent magnet 15 having a predetermined number of poles is arranged on a rotor 11 is used. The number of poles and the number of slots are designed according to the required performance of the motor from various combinations such as 8 poles 9 slots, 8 poles 12 slots, 10 poles 12 slots and 16 poles 24 slots.

【0014】実施例のモータは、図1に示すように、3
相24スロットの集中巻ステータを使用する。図1にお
いて、左側はステータ平面図を、そして、右側は配線用
導体を配置した位置のステータ断面図を、それぞれ示し
ている。図1の場合、1相8個の単位コイル41からな
るステータコイル4で構成されており、例えば8直列Y
結線とするには、図4(a)に示す結線回路となり、各
相の単位コイル41が直列に接続されてステータコイル
4となり、そして、中性点Nで3相のステータコイル4
を接続する結線構成となる。このとき、例えば、1相あ
たりの巻数を64ターンと設計した場合、1単位コイル
あたりの巻数は8ターンとなる。一方、1相の巻数を同
じとして、図4(b)に示すように、並列回路とした場
合、1直列8並列の結線となり、1ステータコイルあた
りの巻数は64ターンとなる。図1に示した例は、8直
列Y結線である。
As shown in FIG.
A concentrated winding stator with 24 phase slots is used. In FIG. 1, the left side shows a stator plan view, and the right side shows a stator sectional view at a position where a wiring conductor is arranged. In the case of FIG. 1, the stator coil 4 is composed of eight unit coils 41 per phase.
4A, the unit coils 41 of each phase are connected in series to form the stator coil 4, and the three-phase stator coil 4 at the neutral point N is connected.
Are connected. At this time, for example, if the number of turns per phase is designed to be 64 turns, the number of turns per unit coil is 8 turns. On the other hand, as shown in FIG. 4 (b), when the number of turns of one phase is the same, when the circuit is a parallel circuit, the connection is one series and eight parallel connections, and the number of turns per stator coil is 64 turns. The example shown in FIG. 1 has eight serial Y connections.

【0015】実施例のモータにおける単位コイル間の接
続について説明する。1つの単位コイルについて、巻始
点が内径側、そして、巻終点が外径側となるように巻線
する場合、1つの単位コイルの巻終点を次の単位コイル
の巻始点と接続する必要が有る。そのため、単位コイル
間の接続は、図1に示すように、1つの単位コイル41
aの巻終点43aと45度離れた単位コイル41bの巻
始点42bとを配線用導体5で接続する。この配線用導
体5は、図2に示すように、ステータコア3の端部に配
置しており、ステータコイル4の内側をステータの内周
部から外周部まで通る導体である。この配線用導体5
は、例えば、表面を絶縁コーティングした銅製の線材を
所定の形状に曲げ成形したものである。コーティングす
る絶縁材料としては、耐熱性に優れたエポキシ系、フッ
素系絶縁材を用いると良い。また、一般のエナメル被覆
電線、エナメル被覆平角線でも良い。また、薄い銅板か
ら所定形状に打ち抜いた後、所定の角度に成形し、表面
の絶縁処理をしても良い。このとき、配線用導体5の端
末は、予め絶縁皮膜の剥離を行うか、又は、端末部のみ
マスキング処理を施した上で、絶縁処理を行い、接続端
部のみ銅を剥き出しにしておくと、接続が容易となる。
接続方法としては、モータ仕様に応じて、ヒュージン
グ、TIG溶接、レーザ溶接、ハンダ付け等を選定し
て、機械的、電気的に信頼性の高い接続を行うことがで
きる。
The connection between the unit coils in the motor of the embodiment will be described. When winding is performed so that the winding start point is on the inner diameter side and the winding end point is on the outer diameter side for one unit coil, it is necessary to connect the winding end point of one unit coil to the winding start point of the next unit coil. . Therefore, the connection between the unit coils is performed as shown in FIG.
The winding end point 43a of a and the winding start point 42b of the unit coil 41b separated by 45 degrees are connected by the wiring conductor 5. As shown in FIG. 2, the wiring conductor 5 is disposed at an end of the stator core 3 and passes through the inside of the stator coil 4 from the inner periphery to the outer periphery of the stator. This wiring conductor 5
Is formed, for example, by bending a copper wire rod having a surface insulated and coated into a predetermined shape. As an insulating material to be coated, an epoxy-based or fluorine-based insulating material having excellent heat resistance is preferably used. Further, a general enamel-coated electric wire or an enamel-coated rectangular wire may be used. Alternatively, after punching out of a thin copper plate into a predetermined shape, it may be formed at a predetermined angle and the surface may be insulated. At this time, if the terminal of the wiring conductor 5 is peeled off the insulating film in advance, or after performing the masking process only on the terminal portion, the insulating process is performed, and only the connection end portion is exposed copper. Connection becomes easy.
As a connection method, fusing, TIG welding, laser welding, soldering, or the like is selected according to the motor specification, and a highly mechanically and electrically reliable connection can be performed.

【0016】図1に示した24スロット8直列Y結線の
場合、単位コイル41間の接続用の配線用導体5を21
個と、中性点接続用導体を1個、出力線用導体を3個製
作して組み立てる。単位コイル間接続用導体5は、すべ
て同じ形状となるため、曲げ成形の場合、同じ型で製作
可能である。また、銅板から打ち抜く場合、高い材料歩
留まりで製作できる。
In the case of the 24-slot 8-series Y connection shown in FIG. 1, the wiring conductor 5 for connection between the unit coils 41 is
, One neutral point connection conductor, and three output line conductors are manufactured and assembled. Since all the unit coil connection conductors 5 have the same shape, they can be manufactured in the same mold in the case of bending. Also, when punching from a copper plate, it can be manufactured with a high material yield.

【0017】次に、実施例のモータにおける巻線及び配
線用導体の組立方法について、図1及び図2を用いて説
明する。一体に打ち抜いた電磁鋼板を積層したステータ
コア3とステータコイル4との絶縁を確保するために、
図2に示すように、ステータコア3の端部に各ティース
32毎に合成樹脂等で製作した端部部材6を取付ける。
そして、その端部部材6上に、配線用導体5を端部部材
6の溝61に沿って配置した後、各単位コイル41の巻
線を行う。この巻線において、図1に示すように、単位
コイル41aの巻始点42aを配線用導体5aの内径側
端部51aに仮固定あるいはヒュージング接続した後、
巻線を開始し、単位コイル41aの巻線終了後、巻終点
43aを隣の配線用導体5bの外径側端部52bに接続
する。これにより、巻線と同時に端末処理作業が終了す
る。したがって、あらかじめ配置された配線用導体5
に、巻線と同時に単位コイル41の端末線接続すること
ができるため、従来の方法では別工程で行う必要が有っ
た端末処理の作業を大幅に合理化できる。
Next, a method for assembling the windings and the wiring conductors in the motor of the embodiment will be described with reference to FIGS. In order to secure insulation between the stator core 3 and the stator coil 4 in which electromagnetic steel sheets punched together are laminated,
As shown in FIG. 2, an end member 6 made of a synthetic resin or the like is attached to an end of the stator core 3 for each tooth 32.
Then, after the wiring conductors 5 are arranged on the end member 6 along the grooves 61 of the end member 6, winding of each unit coil 41 is performed. In this winding, as shown in FIG. 1, after the winding start point 42a of the unit coil 41a is temporarily fixed or fused to the inner diameter side end 51a of the wiring conductor 5a,
The winding is started, and after the winding of the unit coil 41a is completed, the winding end point 43a is connected to the outer diameter side end 52b of the adjacent wiring conductor 5b. Thereby, the terminal processing operation is completed simultaneously with the winding. Therefore, the wiring conductors 5 arranged in advance
In addition, since the terminal wire of the unit coil 41 can be connected simultaneously with the winding, the terminal processing work that had to be performed in a separate step in the conventional method can be greatly rationalized.

【0018】なお、図5に示すように、ステータコア3
の端部に各ティース32毎に合成樹脂等で製作した、孔
62bを設けた端部部材6bを取付け、そして、配線用
導体5を端部部材6bの孔62bに挿入した後、配線用
導体5の先端部を折曲して配置した後、各単位コイルの
巻線を行うことも可能である。
As shown in FIG. 5, the stator core 3
The end member 6b provided with a hole 62b, which is made of a synthetic resin or the like for each tooth 32, is attached to the end of each of the teeth 32, and the wiring conductor 5 is inserted into the hole 62b of the end member 6b. It is also possible to wind each unit coil after bending and arranging the distal end of No. 5.

【0019】以上、各ティース32毎に端部部材6を配
置する構成を説明したが、小径のステータの場合は、端
部部材6として円環状に一体成形したものを使用してス
テータコア3に組み立てた構成、あるいは、ステータコ
ア3端部にモールド等で端部部材6を一体成形しても良
い。更に、一体で成形する場合、配線用導体5を組み立
てた状態で端部部材6を成形することで、配線用導体5
の組み立て工数を削減することもできる。
The configuration in which the end members 6 are arranged for each of the teeth 32 has been described above. However, in the case of a small-diameter stator, the end members 6 are integrally formed in an annular shape and assembled to the stator core 3. Alternatively, the end member 6 may be integrally formed at the end of the stator core 3 with a mold or the like. Furthermore, when integrally molded, the end member 6 is molded in a state where the wiring conductor 5 is assembled, so that the wiring conductor 5 is formed.
Can also reduce the number of assembly steps.

【0020】実施例のモータにおけるステータコアとし
て、ティース部とコアバック部とに分割して組立てたコ
アを使用する場合における巻線方法の例について、図6
を用いて説明する。ティース部732とコアバック部3
3に分割したステータコアとして、12スロットのステ
ータを図6に示す。図6(a)は、ティース部とコアバ
ック部の打抜きレイアウトを示し、図6(b)は、積層
されたティース部32、コアバックブロック34を示
し、図6(c)は、分割コアの組み立て方法を示す。テ
ィース部32は、各ティース毎分割されており、所定の
積厚分、型内で打抜き積層されている。また、コアバッ
ク部33は、円周方向で6分割されたコアバックブロッ
ク34を組み立てた構造としている、このコアバックブ
ロック34は、所定枚数毎、型内で打抜き積層後、レン
ガ状に組み立てることで、円環状にコアバック部33を
組み立てている。この分割方法により、コアの材料利用
率が向上でき、一体で打抜く方法に比べて、材料費を4
0〜60%低減できる。また、ティース部を分割した構
成により、単位コイル41は、コア外部でほぼ整列に巻
線した後で、組み立てることができる。図6(c)に示
すように、単位コイル41は所定形状の巻枠で予め巻線
しておく。巻線後、巻枠を型として、スロットに収納さ
れるコイル断面を成形し、巻線密度を高めることもでき
る。また、巻線形状を維持するために、自己融着電線を
用いて通電固着することで、単位コイル41を一体化し
て部品として扱うこともできる。巻線後、ティース部3
2に単位コイル41を挿入する前に、単位コイル41内
側とティース32端部の間に合成樹脂等で製作した端部
部材を配置する。この端部部材には、予め配線用導体を
組み立てておくと良い。ティース部32に単位コイル4
1及び配線用導体付き端部部材を挿入した後、図6に示
したように、コアバック部33に各ティース部32を挿
入する。組み立てた後、単位コイルの巻始点42、巻終
点43と予め配置した配線用導体の端部とを接続する。
このように、ティース部32とコアバック部33とを分
割することで、単位コイル41をコア外部で高密度に巻
線することができるため、巻線占積率を向上でき、モー
タの高効率、小形軽量化を図ることができる。
FIG. 6 shows an example of a winding method in the case of using a core that is divided and assembled into a tooth portion and a core back portion as a stator core in the motor of the embodiment.
This will be described with reference to FIG. Teeth part 732 and core back part 3
FIG. 6 shows a 12-slot stator as a stator core divided into three. FIG. 6A shows a punching layout of the tooth portion and the core back portion, FIG. 6B shows the stacked tooth portion 32 and the core back block 34, and FIG. The assembling method will be described. The teeth portion 32 is divided for each tooth, and is punched and laminated by a predetermined thickness in a mold. The core back block 33 has a structure in which a core back block 34 divided into six in the circumferential direction is assembled. The core back block 34 is assembled in a brick shape after punching and laminating a predetermined number of sheets in a mold. Thus, the core back portion 33 is assembled in an annular shape. By this dividing method, the material utilization rate of the core can be improved, and the material cost is reduced by 4 compared with the method of integrally punching.
It can be reduced by 0 to 60%. In addition, with the configuration in which the teeth are divided, the unit coil 41 can be assembled after being wound substantially aligned outside the core. As shown in FIG. 6C, the unit coil 41 is wound in advance with a winding frame having a predetermined shape. After the winding, the winding frame can be used as a mold to form a cross section of the coil housed in the slot to increase the winding density. Further, in order to maintain the winding shape, the unit coil 41 can be integrated and handled as a component by conducting and fixing the current using a self-fused electric wire. After winding, teeth part 3
Before inserting the unit coil 41 into 2, the end member made of synthetic resin or the like is arranged between the inside of the unit coil 41 and the end of the tooth 32. It is preferable to assemble a wiring conductor in advance on this end member. Unit coil 4 for teeth 32
After inserting the end member 1 with the wiring conductor and the end member with the wiring conductor, each tooth portion 32 is inserted into the core back portion 33 as shown in FIG. After assembly, the winding start point 42 and the winding end point 43 of the unit coil are connected to the ends of the wiring conductors arranged in advance.
By dividing the teeth portion 32 and the core back portion 33 in this manner, the unit coil 41 can be wound at a high density outside the core, so that the winding space factor can be improved, and the motor has a high efficiency. In addition, the size and weight can be reduced.

【0021】次に、実施例のモータのステータコアとし
て、ステート周方向に分割した例における巻線方法につ
いて、図7を用いて説明する。図7は、ステータコアを
周方向に1ティース単位毎分割した場合の、1つの周方
向分割コア35の端部概略を示す。この周方向分割コア
35は、前記同様に、薄い電磁鋼板を打ち抜き積層した
ものであり、かしめ、あるいは、溶接によって、固定し
ている。この周方向分割コア35の端部に合成樹脂等で
製作した端部部材6を組み立て、その上に配線用導体5
を組み立てる。この後、コアを巻線機にセットして、配
線用導体5を含めたティースに巻線する。巻線端部は、
端部部材6に仮固定しておく。所定数の巻線後、周方向
分割コア35を円管状に組み立て、図1と同様に、各巻
線端部を所定の配線用導体5と接続する。このように、
単位コイルとの接続により所定の結線回路となる配線用
導体を、予めコアに組み立てておき、その上に巻線する
ことができるため、端末処理の合理化ができる。
Next, a winding method in an example in which the stator core of the motor of the embodiment is divided in the circumferential direction of the state will be described with reference to FIG. FIG. 7 schematically shows an end portion of one circumferentially divided core 35 when the stator core is divided in units of one tooth in the circumferential direction. The circumferential division core 35 is formed by punching and laminating a thin electromagnetic steel sheet as described above, and is fixed by caulking or welding. An end member 6 made of a synthetic resin or the like is assembled at an end of the circumferentially divided core 35, and a wiring conductor 5 is placed thereon.
Assemble. Thereafter, the core is set on a winding machine and wound on a tooth including the wiring conductor 5. The winding end is
Temporarily fixed to the end member 6. After a predetermined number of windings, the circumferentially-divided cores 35 are assembled into a tubular shape, and each winding end is connected to a predetermined wiring conductor 5 as in FIG. in this way,
A wiring conductor that forms a predetermined connection circuit by connection with the unit coil can be assembled in advance in the core and wound thereon, thereby streamlining terminal processing.

【0022】なお、特に大出力が必要なモータの場合、
コイルの導体断面積が大きくなり、線径の太い巻線が必
要となる。一般に巻線で使用されるエナメル被覆の電線
の場合、絶縁を保証できる最小曲げ半径は、線径の1/
2であり、好ましくは、線径以上を必要としている。そ
のため、モータの高出力化に伴い、線径が太くなり、コ
イルとティースとの間には、巻線のために必要な空間が
できる。このとき、従来の方法では、巻線ボビンの端部
を厚くしたり、あるいは、ティースとコイル間に隙間を
設けていた。実施例では、この空間を利用して、配線用
導体をコイルの内側に配置することができ、巻線の絶縁
確保のためだけに必要であった空間を有効に活用するこ
とができる。これにより、ステータ全長の短縮及びモー
タの小形化を実現できる。
In the case of a motor requiring a large output,
The conductor cross-sectional area of the coil increases, and a winding having a large wire diameter is required. In the case of an enamel-coated wire generally used for winding, the minimum bending radius that can guarantee insulation is 1/1 of the wire diameter.
2, preferably more than the wire diameter. For this reason, the wire diameter increases with an increase in the output of the motor, and a space necessary for winding is created between the coil and the teeth. At this time, in the conventional method, the end of the winding bobbin is thickened, or a gap is provided between the teeth and the coil. In the embodiment, by utilizing this space, the wiring conductor can be arranged inside the coil, and the space necessary only for ensuring the insulation of the winding can be effectively utilized. As a result, the overall length of the stator can be reduced and the size of the motor can be reduced.

【0023】また、以上の実施例において巻線に使用す
る線材は、丸線に限らず、巻線前に成形した略平角状の
線材、或いは市販の平角線を利用するができ、これによ
り、巻線占積率の向上を図ることができる。
Further, the wire used for the winding in the above embodiment is not limited to a round wire, and may be a substantially flat wire formed before winding or a commercially available flat wire. The winding space factor can be improved.

【0024】なお、本発明は、電機機器におけるステー
タの結線構造に関するものであり、ロータに磁石を配置
した磁石モータとして説明したが、その他のロータ構
造、また、他の形式のモータ、発電機でも同様の効果が
ある。また、実施例において、集中巻線を説明したが、
分布巻線においても、太線化に伴う最小曲げRは、前記
同様であるため、実施例の配線用導体を用いることで、
同様の効果を得ることができる。
The present invention relates to a connection structure of a stator in an electric machine, and has been described as a magnet motor in which a magnet is arranged on a rotor. There is a similar effect. In the embodiment, the concentrated winding has been described.
Also in the distributed winding, the minimum bending R due to thickening is the same as described above, and therefore, by using the wiring conductor of the embodiment,
Similar effects can be obtained.

【0025】また、ステータコアに少なくとも2相以上
のコイルを備えたステータで構成した電機機器におい
て、各コイルの端末線を、各コイルの結線仕様に応じ
て、ステータの内径側と外径側に分散して配置し、その
端末の接続をコイルの内側を通った導体部品を介して別
のコイルと接続することにより、配線部の集中配置を避
けることができ、結線部の高さを抑制できる。また、予
め配線用導体を配置した状態で巻線と同時に結線処理を
行うことができるため、結線作業の合理化をすることが
できる。また、特に、集中巻線のコイルの場合、1つの
ティースに1つのコイルを巻線する構成であり、配線用
導体部品の配置が容易である。更に、ステータコアを、
分割した構成とすることで、コイルをコア外部で高密度
に巻線することができるため、巻線占積率を向上でき、
モータの高効率、小形軽量化を図ることができる。ま
た、剛体の配線用部品に接続すべきコイルの端末をから
げて溶接したり、コイル端末と配線用部品を重ねて溶接
したり、熱かしめ又はろう付けする接続方法によって接
続するため、配線用導体部品の組立を容易に行うことが
できる。
Also, in an electric machine comprising a stator having at least two or more phases of coils on a stator core, terminal wires of each coil are distributed to the inner diameter side and the outer diameter side of the stator according to the connection specification of each coil. By arranging the terminals and connecting the terminal to another coil via a conductor component passing through the inside of the coil, it is possible to avoid the concentrated arrangement of the wiring portion and suppress the height of the connection portion. In addition, since the wiring process can be performed simultaneously with the winding in a state where the wiring conductors are arranged in advance, the connection work can be rationalized. In particular, in the case of a coil having a concentrated winding, one coil is wound around one tooth, so that the wiring conductor parts can be easily arranged. Furthermore, the stator core is
By adopting a split configuration, the coil can be wound at high density outside the core, so that the winding space factor can be improved,
High efficiency, small size and light weight of the motor can be achieved. In addition, since the ends of the coil to be connected to the rigid wiring parts are connected and welded, the coil terminals and the wiring parts are overlapped and welded, or connected by a connection method such as heat caulking or brazing, The conductor parts can be easily assembled.

【0026】本発明の電機機器として、主に回転型モー
タについて説明したが、これに限らず、直線型モータ
(リニアモータ)に適用しても同様の効果が得られる。
また、発電機についても同様である。また、モータや発
電機は、セット製品のキーパーツであるため、本発明を
用いたセット製品の高効率、小形軽量化、低価格化が実
現できる。また、特に、高出力モータの搭載スペースが
小さく、導体断面積が大きなコイルを用いたステータ巻
線が必要となる電気自動車、ハイブリット車等におい
て、効果が大きい。
Although the rotary electric motor has been mainly described as the electric apparatus of the present invention, the present invention is not limited to this, and the same effects can be obtained by applying the present invention to a linear motor (linear motor).
The same applies to the generator. Further, since the motor and the generator are key parts of the set product, high efficiency, small size, light weight, and low price of the set product using the present invention can be realized. In particular, the effect is large in an electric vehicle, a hybrid vehicle, and the like that require a stator winding using a coil having a large conductor cross-sectional area with a small mounting space for a high-output motor.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、結線部が軸方向に小さ
く、組立性に優れた配線構成のステータコイルを有する
モータ及び発電機等の電気機器を得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain an electric device such as a motor or a generator having a stator coil having a wiring structure with a small connection portion in the axial direction and excellent in assemblability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例のモータのステータ平面説明図。FIG. 1 is an explanatory plan view of a stator of a motor according to an embodiment.

【図2】実施例における配線用導体の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a wiring conductor in an embodiment.

【図3】実施例のモータの概略説明図。FIG. 3 is a schematic explanatory view of a motor according to the embodiment.

【図4】実施例のコイル結線説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a coil connection of the embodiment.

【図5】実施例における配線用導体の変形例の説明図。FIG. 5 is an explanatory view of a modification of the wiring conductor in the embodiment.

【図6】実施例におけるティース部とコアバック部を分
割したステータの説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a stator in which a teeth portion and a core back portion in the embodiment are divided.

【図7】実施例における周方向分割コアの説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of a circumferential division core in the embodiment.

【図8】従来例1のモータのステータ構造説明図。FIG. 8 is an explanatory view of a stator structure of a motor of Conventional Example 1.

【図9】従来例2のモータのステータ構造説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram of a stator structure of a motor of Conventional Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モータ 2 ステータ 3 ステータコア 31 スロット 32 ティース部 33 コアバック部 34 コアバックブロック 35 周方向分割コア 4 コイル 41 単位コイル 42 巻始点 43 巻終点 5 配線用導体 51 配線用導体内径側端部 52 配線用導体外径側端部 6、6b 端部部材 61 溝 62b 孔 11 ロータ 12 フレーム 13 シャフト 14 軸受け 15 永久磁石 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Stator 3 Stator core 31 Slot 32 Teeth part 33 Core back part 34 Core back block 35 Circumferentially divided core 4 Coil 41 Unit coil 42 Winding start point 43 Winding end point 5 Wiring conductor 51 Wiring conductor inner diameter side end part 52 Wiring Conductor outer diameter side end 6, 6b End member 61 Groove 62b Hole 11 Rotor 12 Frame 13 Shaft 14 Bearing 15 Permanent magnet

フロントページの続き (72)発明者 安原 隆 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者 植田 俊明 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 Fターム(参考) 5H002 AA06 AA07 AB04 AC08 AE07 5H603 AA01 AA03 AA09 BB01 BB02 BB05 BB12 CA01 CA05 CA10 CB02 CB03 CB22 CB26 CC11 CC15 CC18 CD01 CD04 CD21 CE01 5H604 AA05 AA08 BB01 BB03 BB08 BB14 CC01 CC05 CC16 PB01 PB03 Continued on the front page (72) Inventor Takashi Yasuhara 2520 Takahiro, Hitachinaka-shi, Ibaraki Pref.Hitachi, Ltd.Automotive equipment group (72) Inventor Toshiaki Ueda 2520 Odaitakaba, Hitachinaka-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. F-term in the automotive equipment group (reference)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のティースを有するステータコア
と、該ステータコアに巻線した2相以上のステータコイ
ルとからなるステータを備えた電気機器において、 前記ステータコイルの少なくとも一つは、複数の単位コ
イルからなり、そして、該単位コイルの少なくとも一つ
は、ステータコイルの内側をステータの内周部から外周
部まで通る導体により、別の単位コイルと接続されるこ
とを特徴とする電気機器。
1. An electric apparatus including a stator including a stator core having a plurality of teeth and two or more phases of stator coils wound on the stator core, wherein at least one of the stator coils is formed from a plurality of unit coils. An electric device, wherein at least one of the unit coils is connected to another unit coil by a conductor passing through the inside of the stator coil from the inner periphery to the outer periphery of the stator.
【請求項2】 請求項1記載の電気機器において、 上記導体は、ステータコアに取付けた位置決め部材に保
持されることを特徴とする電気機器。
2. The electric device according to claim 1, wherein the conductor is held by a positioning member attached to the stator core.
【請求項3】 請求項1記載の電気機器において、 上記単位コイルは、一つのティースに集中的に巻線され
た集中巻線で構成されることを特徴とする電気機器。
3. The electric device according to claim 1, wherein the unit coil is formed of a concentrated winding wound around one tooth.
【請求項4】 請求項1記載の電気機器において、 上記ステータコアは、少なくとも一つのティース部とコ
アバック部とに分割して組立てたコアであることを特徴
とする電気機器。
4. The electric device according to claim 1, wherein the stator core is a core divided and assembled into at least one teeth portion and a core back portion.
【請求項5】 請求項1記載の電気機器において、 上記ステータコアは、周方向に分割して組立てたコアで
あることを特徴とする電気機器。
5. The electric device according to claim 1, wherein the stator core is a core divided and assembled in a circumferential direction.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7045920B2 (en) 2002-08-21 2006-05-16 Hitachi Cable, Ltd. Interconnection assembly for an electric motor and method of making the same
EP1505711A3 (en) * 2003-08-02 2008-06-04 ebm-papst St. Georgen GmbH & Co. KG Electric motor
JP2010239771A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Nidec Sankyo Corp Motor, and method of manufacturing annular power supply member for motor
JP2011109895A (en) * 2009-07-17 2011-06-02 Denso Corp Stator of electric rotating machine

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