JP2006353038A - Armature, brushless motor, and winding method of armature - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an armature for improving a productivity while a coil highly occupies an area. <P>SOLUTION: A stator is provided with a stator core having a plurality of teeth 6 radially extending, and a coil 8 concentrated, wound and aligned with teeth 6 so as to form a plurality of layers. The coil 8 is circumferentially and asymmetrically wound onto the teeth 6 so as not to interfere with the coil 8 wound onto the other adjacent teeth 6. The number of turns of the coil 8 is same on both circumferential faces of the teeth 6. The coil 8 wound onto the teeth 6 is arrayed so as to have a fixed width along the teeth 6 on a first side face 6X on one circumferential side, and arrayed so as to radially have a larger width toward the outside on a second side face 6Y on the other circumferential side. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数のティースにコイルが巻回された電機子、ブラシレスモータ、及び電機子の巻線方法に関するものである。   The present invention relates to an armature in which a coil is wound around a plurality of teeth, a brushless motor, and an armature winding method.

従来、モータ等のステータやロータ等の電機子は、コアに設けられた複数のティースに、エナメル等で被覆されたコイルが巻き付けられている。例えば、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、電機子の各ティース１０１には、周方向両側に同じように複数層をなすようにコイル１０２が整列され集中巻きされる。このとき、図４（ａ），（ｃ）に示すように、コイル１０２が供給される側（巻線機が配設された側）から順に整列されて積層されていると（径方向外側に向けて広がるように積層されていると）、ある程度コイルが巻回されると隣り合うティース間でコイルが接触してしまい、それ以上コイルを巻回することができない。また、例えばティースの周方向両側に、コイルがティースに沿った形状となるように巻回されていると、ある程度コイルを巻回するとスロット内において径方向内側でコイルが接触してしまう。このように、ティースの周方向両側に同じ形状となるようにコイルを巻回すると、スロット内の高占積化の上で効率が悪いという問題があった。   Conventionally, in a stator such as a motor or an armature such as a rotor, a coil covered with enamel or the like is wound around a plurality of teeth provided on a core. For example, as shown in FIGS. 4A to 4C, the coils 102 are aligned and concentratedly wound around the teeth 101 of the armature so as to form a plurality of layers in the same manner on both sides in the circumferential direction. At this time, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (c), if the coils 102 are aligned and stacked in order from the side to which the coil 102 is supplied (the side on which the winding machine is disposed) (outward in the radial direction). When the coils are wound to a certain extent), if the coils are wound to some extent, the coils come into contact between adjacent teeth, and the coils cannot be wound any further. For example, if the coil is wound on both sides in the circumferential direction of the tooth so as to have a shape along the tooth, if the coil is wound to some extent, the coil comes into contact radially inside in the slot. As described above, when the coils are wound so as to have the same shape on both sides in the circumferential direction of the teeth, there is a problem that the efficiency is poor in terms of increasing the space in the slot.

そこで、周方向に隣り合うティースの間のスロットスペースに１本でも多くのコイルを巻装するために、コイルの配列が工夫されている。例えば特許文献１には、コイルの２種類の配列パターンが、ティースごとに周方向に交互に配置された電機子が提案されている。この電機子では、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、径方向外側に向けて幅広となる配列パターンと、図５（ｄ）〜（ｆ）に示すように、径方向にティース１０１に沿った略一定幅となる配列パターンとが、ティースごとに周方向に交互に配置されている。このように構成すると、隣り合うティース１０１の間のスロットにおけるコイル１０２同士の干渉が低減され、どちらの配列パターンも９ターン目まで巻回することができる。このため、より多くのコイル１０２を巻装することができる。
特開平１１−３２４５７号公報 Therefore, in order to wind as many coils as possible in the slot space between teeth adjacent in the circumferential direction, the arrangement of the coils has been devised. For example, Patent Document 1 proposes an armature in which two types of arrangement patterns of coils are alternately arranged in the circumferential direction for each tooth. In this armature, as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c), an array pattern that becomes wider outward in the radial direction and teeth in the radial direction as shown in FIGS. 5 (d) to 5 (f). An array pattern having a substantially constant width along 101 is alternately arranged in the circumferential direction for each tooth. If comprised in this way, the interference of the coils 102 in the slot between adjacent teeth 101 will be reduced, and both arrangement patterns can be wound up to the 9th turn. For this reason, more coils 102 can be wound.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-32457

しかしながら、上記従来の構成であると、コイルの配列パターンが２種類となるため、巻線プログラムや巻線機の構造が複雑となり、生産性が悪いという問題があった。即ち、周方向に配置されたティースに対して交互に巻線方法を変更する、或いは、所定のティースに１種類目の配列パターンでコイルを巻回した後、残りのティースに２種類目の配列パターンでコイルを巻回するために巻線機を変更する必要があるが、何れの場合も製造工程が煩雑となり生産性が悪かった。   However, with the above conventional configuration, there are two types of coil arrangement patterns, so that the winding program and the structure of the winding machine are complicated, and there is a problem that productivity is poor. That is, the winding method is alternately changed with respect to the teeth arranged in the circumferential direction, or the coil is wound on the predetermined teeth with the first arrangement pattern and then the second arrangement on the remaining teeth. In order to wind the coil with the pattern, it is necessary to change the winding machine, but in any case, the manufacturing process becomes complicated and the productivity is poor.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、コイルの高占積化を実現するとともに生産性を向上することができる電機子、ブラシレスモータ、及び電機子の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an armature, a brushless motor, and an armature manufacturing method capable of realizing high coil space and improving productivity. Is to provide.

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、径方向に沿って延びる複数のティースを備えたコアと、前記ティースに複数層をなすように整列され集中巻きされたコイルと、を備えた電機子であって、前記コイルは、前記ティースに、隣接する他のティースに巻回されたコイルと干渉しないように、周方向非対称形状に巻回されていることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes: a core having a plurality of teeth extending along a radial direction; and a coil aligned and concentratedly wound so as to form a plurality of layers on the teeth. The armature is provided, wherein the coil is wound in a circumferentially asymmetric shape so that the coil does not interfere with a coil wound around another adjacent tooth.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電機子において、前記コイルは、前記ティースの周方向両側両面において同一数とされていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電機子において、前記ティースに巻回されたコイルは、前記ティースの周方向一方側の第１側面では同ティースに沿った略一定幅となるように配列され、前記ティースの周方向他方側の第２側面では径方向外側に向けて幅広となるように配列されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the armature according to the first aspect, the number of the coils is the same on both sides in the circumferential direction of the teeth.
According to a third aspect of the present invention, in the armature according to the first or second aspect, the coil wound around the teeth is substantially constant along the first tooth on the first side surface in the circumferential direction of the teeth. The teeth are arranged so as to have a width, and the second side surface on the other circumferential side of the teeth is arranged so as to become wider toward the outside in the radial direction.

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうち何れか１項に記載の電機子において、前記コイルの周方向非対称形状は、前記複数層の一部の層のコイル数を周方向両側において１コイル数分ずつ異ならせることにより形成されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the armature according to any one of the first to third aspects, the circumferentially asymmetric shape of the coil is the number of coils in a part of the plurality of layers in the circumferential direction. It is formed by making it differ by one coil number on both sides.

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４に記載の電機子において、前記コイルの周方向非対称形状は、前記ティースの軸方向両端面において前記コイルの直径分の列替えを行うことにより、複数層をなす各層のコイル数を、前記ティースの周方向両側で異ならせることにより形成されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the armature of the first to fourth aspects, the circumferentially asymmetric shape of the coil is changed by changing the diameter of the coil at both end surfaces in the axial direction of the teeth. The number of coils in each layer forming a plurality of layers is different on both sides in the circumferential direction of the teeth.

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のうち何れか１項に記載の電機子において、前記ティースの複数層をなすように配置されたコイルのそれぞれの層は、下層のコイルの上に俵積み状となるように巻回されていることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the armature according to any one of the first to fifth aspects, each layer of the coils arranged to form a plurality of layers of the teeth is a lower layer coil. It is characterized by being wound so as to be piled up on top.

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のうち何れか１項に記載の電機子を備えたことを特徴とするブラシレスモータである。
請求項８に記載の発明は、電機子のコアが備える径方向に沿って延びる複数のティースに複数層をなすようにコイルを整列させて集中巻きする電機子の巻線方法であって、前記コイルを、前記ティースに、隣接する他のティースに巻回されたコイルと干渉しないように、周方向非対称形状に巻回したことを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is a brushless motor comprising the armature according to any one of the first to sixth aspects.
The invention according to claim 8 is an armature winding method in which coils are aligned and concentratedly wound so as to form a plurality of layers on a plurality of teeth extending along a radial direction of an armature core, The coil is wound in a circumferentially asymmetric shape so that the coil does not interfere with a coil wound around another adjacent tooth.

請求項９に記載の発明は、電機子のコアが備える径方向に沿って延びる複数のティースに複数層をなすようにコイルを整列させて集中巻きする電機子の巻線方法であって、前記コイルを、前記ティースの周方向両側両面において、同一数であって、且つ、前記複数層の一部の層のコイル数を１コイル数分周方向両側において異ならせることにより、前記コイルを周方向非対称形状に巻回したことを特徴とする。   The invention according to claim 9 is a method of winding an armature in which coils are aligned and concentratedly wound so as to form a plurality of layers on a plurality of teeth extending along a radial direction of an armature core, The number of coils on the both sides in the circumferential direction of the teeth is the same, and the number of coils in a part of the plurality of layers is made different on both sides in the circumferential direction by one coil, thereby making the coils in the circumferential direction. It is characterized by being wound in an asymmetric shape.

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の電機子の巻線方法において、前記コイルの周方向非対称形状を、前記ティースの軸方向両端面において前記コイルの直径分の列替えを行うことにより、複数層をなす各層のコイル数を、前記ティースの周方向両側で異ならせることにより形成することを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the armature winding method according to the ninth aspect, the circumferentially asymmetric shape of the coil is rearranged by the diameter of the coil at both axial end surfaces of the teeth. Thus, the number of coils in each layer forming a plurality of layers is different on both sides in the circumferential direction of the teeth.

（作用）
請求項１に記載の発明によれば、電機子のコイルは、ティースに、隣接する他のティースに巻回されたコイルと干渉しないように、周方向非対称形状に巻回されている。このため、ティースの周方向一方側の面に形成されたコイルの形状と、ティースの周方向に他方側に形成されたコイルの形状とが、互いに干渉しないように周方向に交互に配置される。従って、ティースの周方向両側においてコイルが同じ形状に巻回されている場合と比較して、コイルの高占積化を図ることができる。 (Function)
According to the first aspect of the present invention, the coil of the armature is wound in a circumferentially asymmetric shape so as not to interfere with the coil wound around another adjacent tooth. For this reason, the shape of the coil formed on one surface in the circumferential direction of the teeth and the shape of the coil formed on the other side in the circumferential direction of the teeth are alternately arranged in the circumferential direction so as not to interfere with each other. . Therefore, compared with the case where the coil is wound in the same shape on both sides in the circumferential direction of the teeth, it is possible to increase the space of the coil.

また、コイルの配列パターンは１種類とされるため、電機子の製造に必要な巻線機の巻線プログラムや巻線治具等を１種類とすることができる。このため、配列パターンが複数種類となる場合と比較して、電機子の製造の簡易化を図ることができる。従って、電機子の生産性を向上することができる。   Moreover, since the coil arrangement pattern is one type, the winding program of the winding machine and the winding jig required for manufacturing the armature can be one type. For this reason, compared with the case where there are a plurality of types of arrangement patterns, it is possible to simplify the manufacture of the armature. Therefore, the productivity of the armature can be improved.

請求項２に記載の発明によれば、ティースの周方向両側両面においてコイルが同一数とされているため、電機子において電磁気的アンバランスが生じない。
請求項３に記載の発明によれば、電機子のコイルは、各ティースにおいて、周方向一方側の第１側面ではティースに沿った略一定幅となるように配列され、周方向他方側の第２側面では径方向外側に向けて幅広となるように配列されている。このため、径方向に沿って延びるティースの間の空間（スロット）において、ティースに沿って延びるように巻回されたコイルと、径方向外側に向けて幅広となるように巻回されたコイルとが効率よく配置され、この空間におけるコイルの高占積化を図ることができる。 According to the second aspect of the present invention, since the number of coils is the same on both sides in the circumferential direction of the teeth, no electromagnetic imbalance occurs in the armature.
According to the third aspect of the present invention, the armature coils are arranged in each tooth so as to have a substantially constant width along the teeth on the first side surface on one side in the circumferential direction. The two side surfaces are arranged so as to widen radially outward. For this reason, in the space (slot) between the teeth extending along the radial direction, the coil wound so as to extend along the teeth, and the coil wound so as to widen radially outward Are efficiently arranged, and the space of the coil in this space can be increased.

請求項４に記載の発明によれば、コイルの非対称形状は、複数層の一部の層のコイル数を周方向両側において１コイル数分ずつ異ならせることにより形成されている。このため、コイルの整列巻きを維持しつつ、高占積率を得る好ましい周方向非対称形状を形成することができる。   According to the invention described in claim 4, the asymmetric shape of the coil is formed by making the number of coils of a part of the plurality of layers different by one coil number on both sides in the circumferential direction. For this reason, the preferable circumferential direction asymmetrical shape which obtains a high space factor can be formed, maintaining the aligned winding of a coil.

請求項５に記載の発明によれば、ティースの軸方向両端面においてコイルの直径分の列替えを行うことにより、前記コイルの複数層をなす各層のコイル数が周方向両側において異なることになる。このため、コイルの整列巻きを維持しつつ、高占積率を得る好ましい周方向非対称形状を形成することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the number of coils of each layer forming the plurality of layers of the coil is different on both sides in the circumferential direction by rearranging the coil diameters on both end surfaces in the axial direction of the teeth. . For this reason, the preferable circumferential direction asymmetrical shape which obtains a high space factor can be formed, maintaining the aligned winding of a coil.

請求項６に記載の発明によれば、ティースの複数層をなすように配置されたコイルのそれぞれの層は、下層のコイルの上に俵積み状となるように巻回されている。このため、積層されたコイルは周方向に密着した状態とされて高密度で配置される。従って、コイルの高占積化を図ることができる。   According to invention of Claim 6, each layer of the coil arrange | positioned so that the multiple layers of teeth may be made is wound so that it may be piled up on the lower layer coil. For this reason, the laminated coils are in close contact with each other in the circumferential direction and are arranged with high density. Therefore, it is possible to increase the space of the coil.

請求項７に記載の発明によれば、隣接するティースの間にコイルが高密度で配置されているため、ブラシレスモータは小型化・高性能化される。
請求項８に記載の発明によれば、電機子のコイルは、ティースに、隣接する他のティースに巻回されたコイルと干渉しないように、周方向非対称形状に巻回されている。このため、ティースの周方向一方側の面に形成されたコイルの形状と、ティースの周方向に他方側に形成されたコイルの形状とが、互いに干渉しないように周方向に交互に配置される。従って、ティースの周方向両側においてコイルが同じ形状に巻回されている場合と比較して、コイルの高占積化を図ることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the coils are arranged at high density between adjacent teeth, the brushless motor is reduced in size and performance.
According to the invention described in claim 8, the armature coil is wound in a circumferentially asymmetric shape so as not to interfere with a coil wound around another adjacent tooth. For this reason, the shape of the coil formed on one surface in the circumferential direction of the teeth and the shape of the coil formed on the other side in the circumferential direction of the teeth are alternately arranged in the circumferential direction so as not to interfere with each other. . Therefore, compared with the case where the coil is wound in the same shape on both sides in the circumferential direction of the teeth, it is possible to increase the space of the coil.

また、コイルの配列パターンは１種類とされるため、電機子の製造に必要な巻線機の巻線プログラムや巻線治具等を１種類とすることができる。このため、配列パターンが複数種類となる場合と比較して、電機子の製造の簡易化を図ることができる。従って、電機子の生産性を向上することができる。   Moreover, since the coil arrangement pattern is one type, the winding program of the winding machine and the winding jig required for manufacturing the armature can be one type. For this reason, compared with the case where there are a plurality of types of arrangement patterns, it is possible to simplify the manufacture of the armature. Therefore, the productivity of the armature can be improved.

請求項９に記載の発明によれば、ティースの周方向両側両面においてコイルが同一数とされているため、電磁気的アンバランスが生じない。また、コイルの非対称形状は、複数層の一部の層のコイル数を周方向両側において１コイル数分ずつ異ならせることにより形成されている。このため、コイルの整列巻きを維持しつつ、高占積率を得る好ましい周方向非対称形状を形成することができる。   According to the ninth aspect of the present invention, since the same number of coils is provided on both sides of the teeth in the circumferential direction, no electromagnetic imbalance occurs. Further, the asymmetrical shape of the coil is formed by making the number of coils of a part of the plurality of layers different by one coil on both sides in the circumferential direction. For this reason, the preferable circumferential direction asymmetrical shape which obtains a high space factor can be formed, maintaining the aligned winding of a coil.

請求項１０に記載の発明によれば、ティースの軸方向両端面においてコイルの直径分の列替えを行うことにより、前記コイルの複数層をなす各層のコイル数が周方向両側において異なることになる。このため、コイルの整列巻きを維持しつつ、高占積率を得る好ましい周方向非対称形状を形成することができる。   According to the tenth aspect of the present invention, the number of coils of each layer forming the plurality of layers of the coil is different on both sides in the circumferential direction by rearranging the coil diameters on both end surfaces in the axial direction of the teeth. . For this reason, the preferable circumferential direction asymmetrical shape which obtains a high space factor can be formed, maintaining the aligned winding of a coil.

本発明によれば、コイルの高占積化を実現しながら、生産性を向上する電機子、ブラシレスモータ、及び電機子の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the armature, brushless motor, and armature which improve productivity can be provided, implement | achieving the increase in the space of a coil.

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、電動機としてのブラシレスモータ１は、電機子としてのステータ２と、ステータ２と対向配置されるマグネット（図示略）を有したロータ３（図中、一点鎖線で示す）とを備えている。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a brushless motor 1 as an electric motor includes a stator 2 as an armature, and a rotor 3 (shown by an alternate long and short dash line in the figure) having a magnet (not shown) arranged to face the stator 2. It has.

ステータ２は、略円筒状のハウジング４内に配設された、環状部５と該環状部５から径方向に沿って内側に向けて延びる複数のティース６とを有するコアとしてのステータコア７と、各ティース６に複数層をなすように整列され集中巻きされたコイル８とを備えている。なお、本実施の形態では、ティース６は等角度（３０度）間隔に形成され、ステータコア７は１２個のティース６を有している。また、コイル８は、エナメル等の絶縁材で表面を被覆されている。   The stator 2 is disposed in a substantially cylindrical housing 4 and includes a stator core 7 as a core having an annular portion 5 and a plurality of teeth 6 extending radially inward from the annular portion 5; Each tooth 6 is provided with a coil 8 aligned and concentratedly wound so as to form a plurality of layers. In the present embodiment, the teeth 6 are formed at equiangular (30 degrees) intervals, and the stator core 7 has twelve teeth 6. The surface of the coil 8 is covered with an insulating material such as enamel.

図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、各ティース６には、コイル８が複数層をなすように整列状で集中巻きされている。コイル８は、ティース６に、隣接する他のティース６に巻回されたコイル８と干渉しないように、周方向非対称形状に巻回されている。また、コイル８は、ティース６の周方向両側面において同一数（本実施の形態では９）とされている。また、本実施の形態では、各ティース６に巻回されたコイル８は、ティース６の周方向一方側の第１側面６Ｘではティース６に沿った略一定幅となるように配列され、周方向他方側の第２側面６Ｙでは径方向外側に向けて幅広となるように配列されている。なお、図２（ａ），（ｂ）に示すように、コイル８は、前記ブラシレスモータ１の軸方向に一端側において、第１側面６Ｘ側から巻き始め端部として供給され、第２側面６Ｙ側から巻き終わり端部として引き出されている。   As shown in FIGS. 2A to 2C, the coils 8 are concentratedly wound around each of the teeth 6 so as to form a plurality of layers. The coil 8 is wound around the tooth 6 in a circumferentially asymmetric shape so as not to interfere with the coil 8 wound around another adjacent tooth 6. The number of coils 8 is the same (9 in the present embodiment) on both side surfaces of the tooth 6 in the circumferential direction. In the present embodiment, the coils 8 wound around the teeth 6 are arranged so as to have a substantially constant width along the teeth 6 on the first side surface 6X on one side in the circumferential direction of the teeth 6. The second side surface 6Y on the other side is arranged so as to become wider outward in the radial direction. 2 (a) and 2 (b), the coil 8 is supplied as a winding start end from the first side surface 6X side at one end side in the axial direction of the brushless motor 1, and the second side surface 6Y. It is pulled out from the side as the end of winding.

上述した各ティース６におけるコイル８の周方向非対称形状は、複数層の一部の層のコイル数を周方向両側において１コイル数分ずつ異ならせることにより形成されている。また、コイル８の周方向非対称形状は、ティース６の軸方向両端面においてコイル８の直径分（図２（ｃ）に示すピッチＰ）の列替えを行うことにより、複数層をなす各層のコイル数を、ティース６の周方向両側で異ならせることにより形成されている。   The circumferentially asymmetric shape of the coil 8 in each tooth 6 described above is formed by making the number of coils of a part of the plurality of layers different by one coil number on both sides in the circumferential direction. Further, the circumferentially asymmetric shape of the coil 8 is obtained by changing the diameter of the coil 8 (pitch P shown in FIG. 2 (c)) on both end surfaces in the axial direction of the tooth 6 so that the coils of each layer form a plurality of layers. It is formed by making the number different on both sides in the circumferential direction of the teeth 6.

詳しくは、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ティース６の第１側面６Ｘの１層目のコイル８の巻回数、及び、ティース６の第２側面６Ｙの１層目のコイル８の巻回数は４とされている。そして、ティース６の第２側面６Ｙの２層目のコイル８の巻回数は、第１側面６Ｘの２層目のコイル８の巻回数４に対して、１つ少ない３とされている。すなわち、図２（a）で示される軸方向端面においては、１層目のコイル８がピッチPだけ径方向内側に向けて列替えされている。また、これとは逆に、図２（ｃ）で示される軸方向端面では、２層目のコイル８がピッチPだけ径方向外側に向けて列替えされている。このように、２層目を１層目と逆側の軸方向端面で列替えを行うことにより、ティース６の第２側面６Yの２層目のコイル８の巻き始め端部８ｂの位置は、第１側面６Ｘの２層目のコイル８の巻き始め端部８ｂの位置よりも、前記ブラシレスモータ１の径方向にピッチPだけ外側にずれる。その結果、コイル８の第１側面６Ｘの２層目のコイル数が、第２側面６Ｙのコイル数よりも１コイル数だけ多いものとされている。   Specifically, as shown in FIGS. 2A to 2C, the number of turns of the first layer coil 8 on the first side surface 6 </ b> X of the tooth 6 and the first layer coil on the second side surface 6 </ b> Y of the tooth 6. The number of windings of 8 is 4. The number of turns of the second-layer coil 8 on the second side surface 6Y of the tooth 6 is 3, which is one less than the number of turns 4 of the second-layer coil 8 on the first side surface 6X. That is, on the axial end surface shown in FIG. 2A, the first layer coil 8 is rearranged by a pitch P inward in the radial direction. On the contrary, on the axial end face shown in FIG. 2C, the second layer coil 8 is rearranged by a pitch P toward the radially outer side. In this way, by changing the arrangement of the second layer on the axial end surface opposite to the first layer, the position of the winding start end portion 8b of the second layer coil 8 on the second side surface 6Y of the tooth 6 is The position of the winding start end portion 8b of the second layer coil 8 on the first side surface 6X is shifted outward by the pitch P in the radial direction of the brushless motor 1. As a result, the number of coils in the second layer of the first side surface 6X of the coil 8 is set to be one coil more than the number of coils in the second side surface 6Y.

そして、図２（a）で示されるティース６の軸方向端面において列替えを行うことにより、ティース６の第１側面６Ｘの３層目のコイル８の巻回数が１とされ、ティース６の第２側面６Ｙの３層目のコイル８の巻回数が２とされている。このように、ティース６の周方向両側のコイル８の巻回数は合計９とされている。   Then, the number of turns of the third layer coil 8 on the first side surface 6X of the tooth 6 is set to 1 by performing the rearrangement on the axial end surface of the tooth 6 shown in FIG. The number of turns of the third-layer coil 8 on the two side surfaces 6Y is set to 2. Thus, the total number of turns of the coil 8 on both sides in the circumferential direction of the tooth 6 is nine.

また、各ティース６の複数層をなすように配置されたコイル８のそれぞれの層は、下層のコイル８の上に俵積み状となるように巻回されている。詳しくは、ティース６の周方向両側において、１層目の径方向に隣接するコイル８の中間位置に、２層目のコイル８が配置されている。同様に、２層目の径方向に隣接するコイル８の中間位置に、３層目のコイル８が配置されている。   In addition, each layer of the coils 8 arranged so as to form a plurality of layers of each tooth 6 is wound on the lower coil 8 so as to be stacked. Specifically, the second-layer coil 8 is disposed at an intermediate position between the coils 8 adjacent in the radial direction of the first layer on both sides in the circumferential direction of the tooth 6. Similarly, the third layer coil 8 is arranged at an intermediate position between the second layer radial adjacent coils 8.

次に、上述したステータ２の巻線方法について説明する。
図１において、上記ステータコア７は、ティース６ごとに分割されており、これらのティース６は環状部５で連結されている。そして、隣り合うティース６の先端（内周側の先端）同士の間隔が広げられた状態で、各ティース６にコイル８が巻回される。 Next, the winding method of the stator 2 described above will be described.
In FIG. 1, the stator core 7 is divided for each tooth 6, and these teeth 6 are connected by an annular portion 5. And the coil 8 is wound around each teeth 6 in the state where the space | interval of the front-end | tip (inner peripheral side front-end | tip) of the adjacent teeth 6 was expanded.

図２（ａ）に示すように、コイル８は、ティース６の第１側面６Ｘ側に径方向外側から供給され、環状部５に接する位置を巻き始めとして、ティース６の周方向両側（第１側面６Ｘ及び第２側面６Ｙ）に複数層をなすように整列され集中巻きされる。このとき、第１側面６Ｘ及び第２側面６Ｙには、コイル８が４回巻回される。また、コイル８は、ピッチＰだけ径方向内側に向けて列替えされて巻回される。   As shown in FIG. 2A, the coil 8 is supplied from the radially outer side to the first side face 6X side of the tooth 6 and starts winding at a position in contact with the annular portion 5, and both sides of the tooth 6 in the circumferential direction (first The side surface 6X and the second side surface 6Y) are aligned and concentratedly wound so as to form a plurality of layers. At this time, the coil 8 is wound four times around the first side surface 6X and the second side surface 6Y. The coil 8 is rearranged and wound inward in the radial direction by a pitch P.

そして、ティース６の第１側面６Ｘの２層目の巻き始め端部８ａが巻回された後、ティース６の軸方向端面においてコイル８の列替えが行われ、ティース６の第２側面６Ｙの２層目の巻き始め端部８ｂが巻回されるとき、巻き始め端部８ｂの位置は巻き始め端部８ａの位置に対して径方向外側に前記ピッチＰ（コイル８の直径）分だけずれる。そして、ティース６の第１側面６Ｘには巻き始め端部８ａから整列状にコイル８が４回巻回され、第２側面６Ｙには巻き始め端部８ｂから整列状にコイル８が３回巻回される。このとき、第１側面６Ｘ及び第２側面６Ｙにおいて、２層目のコイル８は、径方向に１層目のコイル８の中間位置に配置される。つまり、２層目のコイル８は１層目（下層）のコイル８に対して俵積み状に配列される。   Then, after the winding start end portion 8a of the second layer of the first side surface 6X of the tooth 6 is wound, the coil 8 is rearranged on the axial end surface of the tooth 6, and the second side surface 6Y of the tooth 6 is replaced. When the winding start end 8b of the second layer is wound, the position of the winding start end 8b is shifted by the pitch P (the diameter of the coil 8) radially outward with respect to the position of the winding start end 8a. . The coil 8 is wound around the first side surface 6X of the tooth 6 in an aligned manner from the winding start end portion 8a, and the coil 8 is wound around the second side surface 6Y in an aligned manner from the winding start end portion 8b. Turned. At this time, in the first side surface 6X and the second side surface 6Y, the second layer coil 8 is arranged at an intermediate position of the first layer coil 8 in the radial direction. That is, the second layer coil 8 is arranged in a stacked manner with respect to the first layer (lower layer) coil 8.

その後、ティース６の第１側面６Ｘには、径方向外側に（環状部５に接するように）３層目のコイル８が１回巻回される。その後、ティース６の軸方向端面においてコイル８の列替えが行われ、ティース６の第２側面６Ｙに３層目のコイル８が２回巻回される。そして、ティース６の第２側面６Ｙの３層目の巻き終わり端部が、コイル８の巻き終わり端部として引き出される。   Thereafter, the third-layer coil 8 is wound once around the first side surface 6X of the tooth 6 so as to be radially outward (in contact with the annular portion 5). Thereafter, the coil 8 is rearranged on the end surface in the axial direction of the tooth 6, and the third layer coil 8 is wound around the second side surface 6 </ b> Y of the tooth 6 twice. Then, the third winding end portion of the second side surface 6 </ b> Y of the tooth 6 is drawn out as the winding end portion of the coil 8.

このように、全ティース６にコイル８が巻回される。そして、ステータコア７が閉じた状態、即ち、ティース６の先端同士が接触した状態とされ、この部分が溶接（例えばレーザ溶接）されることで、ステータコア７が形成される。   Thus, the coil 8 is wound around all the teeth 6. Then, the stator core 7 is closed, that is, the tips of the teeth 6 are in contact with each other, and this portion is welded (for example, laser welding), whereby the stator core 7 is formed.

次に、本実施形態における巻線構造の特徴的な作用効果を記載する。
（１）ステータ２のコイル８は、ティース６に、隣接する他のティース６に巻回されたコイル８と干渉しないように、周方向非対称形状に巻回されている。このため、ティース６の周方向一方側の面に形成されたコイル８の形状と、ティース６の周方向に他方側に形成されたコイル８の形状とが、互いに干渉しないように周方向に交互に配置される。従って、ティース６の周方向両側においてコイル８が同じ形状に巻回されている場合と比較して、コイル８の高占積化を図ることができる。 Next, characteristic actions and effects of the winding structure in this embodiment will be described.
(1) The coil 8 of the stator 2 is wound around the tooth 6 in a circumferentially asymmetric shape so as not to interfere with the coil 8 wound around another adjacent tooth 6. Therefore, the shape of the coil 8 formed on the surface on one side in the circumferential direction of the tooth 6 and the shape of the coil 8 formed on the other side in the circumferential direction of the tooth 6 are alternately arranged in the circumferential direction so as not to interfere with each other. Placed in. Therefore, as compared with the case where the coil 8 is wound in the same shape on both sides in the circumferential direction of the tooth 6, it is possible to increase the space of the coil 8.

（２）コイル８の配列パターンは１種類とされるため、ステータ２の製造に必要な巻線機の巻線プログラムや巻線治具等を１種類とすることができる。このため、配列パターンが複数種類となる場合と比較して、ステータ２の製造の簡易化を図ることができる。従って、ステータ２の生産性を向上することができる。   (2) Since the arrangement pattern of the coils 8 is one type, the winding program of the winding machine and the winding jig required for manufacturing the stator 2 can be one type. For this reason, compared with the case where there are a plurality of types of arrangement patterns, the manufacture of the stator 2 can be simplified. Therefore, the productivity of the stator 2 can be improved.

（３）ティース６の周方向両側両面においてコイル８が同一数とされているため、ステータ２において電磁気的アンバランスが生じない。
（４）ステータ２のコイル８は、各ティース６において、周方向一方側の第１側面６Ｘではティース６に沿った略一定幅となるように配列され、周方向他方側の第２側面６Ｙでは径方向外側に向けて幅広となるように配列されている。このため、径方向に沿って延びるティース６の間の空間（スロット）において、ティース６に沿って延びるように巻回されたコイル８と、径方向外側に向けて幅広となるように巻回されたコイル８とが効率よく配置され、この空間におけるコイル８の高占積化を図ることができる。 (3) Since the number of coils 8 is the same on both sides in the circumferential direction of the tooth 6, no electromagnetic imbalance occurs in the stator 2.
(4) The coils 8 of the stator 2 are arranged so as to have a substantially constant width along the teeth 6 on the first side surface 6X on one side in the circumferential direction, and on the second side surface 6Y on the other side in the circumferential direction. They are arranged so as to be wider toward the outside in the radial direction. For this reason, in the space (slot) between the teeth 6 extending along the radial direction, the coil 8 wound so as to extend along the teeth 6 and the coil 8 wound so as to widen outward in the radial direction. The coil 8 is efficiently arranged, and the space of the coil 8 in this space can be increased.

（５）コイル８の非対称形状は、複数層の一部の層（２層目及び３層目）のコイル数を周方向両側において１コイル数分ずつ異ならせることにより形成されている。このため、コイル８の整列巻きを維持しつつ、高占積率を得る好ましい周方向非対称形状を形成することができる。   (5) The asymmetric shape of the coil 8 is formed by making the number of coils of a part of the plurality of layers (second layer and third layer) different by one coil number on both sides in the circumferential direction. For this reason, the preferable circumferential direction asymmetric shape which obtains a high space factor can be formed, maintaining the alignment winding of the coil 8. FIG.

（６）ティース６の軸方向両端面においてコイル８の直径分（ピッチＰ）の列替えを行うことにより、コイル８の複数層をなす各層（２層目及び３層目）のコイル数が周方向両側において異なることになる。このため、コイル８の整列巻きを維持しつつ、高占積率を得る好ましい周方向非対称形状を形成することができる。   (6) By changing the diameter of the coil 8 (pitch P) at both axial end faces of the tooth 6, the number of coils of each layer (second layer and third layer) forming the plurality of layers of the coil 8 is increased. The direction will be different on both sides. For this reason, the preferable circumferential direction asymmetric shape which obtains a high space factor can be formed, maintaining the alignment winding of the coil 8. FIG.

（７）ティース６の複数層をなすように配置されたコイル８のそれぞれの層は、下層のコイルの上に俵積み状となるように巻回されている。このため、積層されたコイル８は周方向に密着した状態とされて高密度で配置される。従って、コイル８の高占積化を図ることができる。   (7) Each layer of the coil 8 arranged so as to form a plurality of layers of the teeth 6 is wound on the lower coil so as to be stacked. For this reason, the laminated coils 8 are in close contact with each other in the circumferential direction and are arranged with high density. Therefore, the space of the coil 8 can be increased.

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、ティース６の複数層をなすように配置されたコイル８のそれぞれの層は、下層のコイル８の上に俵積み状となるように巻回されたものとしたが、それぞれの層を必ずしもこのように配置しなくてもよい。コイル８がティース６に、隣接する他のティース６に巻回されたコイル８と干渉しないように、周方向非対称形状に巻回されていれば、複数層をなす各層が俵積み状とされていなくてもよい。 In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
In the above embodiment, each layer of the coils 8 arranged to form a plurality of layers of the teeth 6 is wound on the lower coil 8 so as to be stacked in a layered manner. The respective layers are not necessarily arranged in this way. If the coil 8 is wound in the circumferential direction asymmetrical shape so that the coil 8 does not interfere with the tooth 6 and the coil 8 wound around the other adjacent tooth 6, each layer forming a plurality of layers is formed in a stacked shape. It does not have to be.

・上記実施の形態では、コイル８はステータコア７の全ての各ティース６に対して、隣接する他のティース６に巻回されたコイル８と干渉しないように周方向非対称形状に巻回されたものとしたが、必ずしもステータコア７の全てのティース６にコイル８をこの形状で巻回しなくてもよい。   In the above embodiment, the coil 8 is wound in the circumferentially asymmetric shape so as not to interfere with the coils 8 wound around the other adjacent teeth 6 with respect to all the teeth 6 of the stator core 7. However, the coil 8 does not necessarily have to be wound around all the teeth 6 of the stator core 7 in this shape.

・上記実施の形態では、ティース６にティース６の周方向両側にコイル８が９本配置された場合について説明したが、ティース６の周方向両側に配置されるコイル８の本数はこれに限定されず、他の本数としてもよい。   In the above embodiment, the case where nine coils 8 are arranged on both sides of the teeth 6 in the circumferential direction of the teeth 6 has been described, but the number of coils 8 arranged on both sides of the teeth 6 in the circumferential direction is limited to this. Alternatively, other numbers may be used.

また、上記実施形態では、ティース６の両側のコイル８の本数を同数としたが、異なる本数としてもよい。例えば、コイル８の巻き終わり終端（引き出し終端）を巻き始め先端（引き出し先端）が位置するティース６の同一側面側であってモータの軸方向に対向する位置に配置する場合などである。   Moreover, in the said embodiment, although the number of the coils 8 of the both sides of the teeth 6 was made into the same number, it is good also as a different number. For example, the winding end end (drawing end) of the coil 8 may be arranged on the same side of the tooth 6 where the winding start tip (drawing tip) is located and opposed to the axial direction of the motor.

・上記実施の形態では、ステータコア７はティース６ごとに分割され環状部５で連結されているものとしたが、ステータコア７はこの態様に限定されない。例えば、図３に示すように、ステータコアを、コアバック１１と複数のティース１２ａを有するティース部材１２とに分割された２分割コア１０としてもよい。この場合、各ティース１２ａに、周方向非対称形状に巻回（形成）されたコイルを挿入すればよい。また、各ティースに、周方向非対称となるように、直接コイルを巻回してもよい。   -In above-mentioned embodiment, although the stator core 7 shall be divided | segmented for every teeth 6 and connected with the annular part 5, the stator core 7 is not limited to this aspect. For example, as shown in FIG. 3, the stator core may be a two-divided core 10 that is divided into a core back 11 and a tooth member 12 having a plurality of teeth 12a. In this case, a coil wound (formed) in a circumferentially asymmetric shape may be inserted into each tooth 12a. Further, a coil may be directly wound around each tooth so as to be asymmetric in the circumferential direction.

・上記実施の形態では、ティース６に表面が絶縁材で被覆されたコイル８が巻回されている場合について説明したが、インシュレータを介してティースにコイルが巻回されていてもよい。   In the above embodiment, the case where the coil 8 whose surface is coated with the insulating material is wound around the tooth 6 is described. However, the coil may be wound around the tooth via an insulator.

ここで、特許文献１に示されるように、２種類の配列パターンでコイルを巻回する場合、コイルの配列パターンを設定する溝付きのインシュレータを用いるのであれば、２種類のインシュレータが必要となる。そうすると、インシュレータの種類の増加にともないステータコアの製造が複雑化する。   Here, as shown in Patent Document 1, when a coil is wound with two types of arrangement patterns, two types of insulators are required if a grooved insulator for setting the arrangement pattern of the coils is used. . This complicates the manufacture of the stator core as the type of insulator increases.

この点、上記実施形態のように、全ティース６に対して同じ配列パターンでコイルを巻回するのであれば、溝付きのインシュレータを設けるとしても、その種類を１種類とすることできる。このため、ステータの部品の種類の数を低減することができ、ステータの製造の簡易化を図ることができる。   In this regard, as in the above-described embodiment, if the coils are wound around the entire teeth 6 in the same arrangement pattern, even if a grooved insulator is provided, the type can be one. For this reason, the number of types of stator parts can be reduced, and the manufacture of the stator can be simplified.

・上記実施の形態では、電機子がブラシレスモータ１のステータ２である場合について説明したが、電機子をアーマチャに適用してもよい。また、本発明にかかる電機子を適用するものはブラシレスモータに限定されず、電機子をブラシレスモータ以外のモータ（例えば、直流モータ）に用いてもよい。   In the above embodiment, the case where the armature is the stator 2 of the brushless motor 1 has been described. However, the armature may be applied to the armature. Moreover, what applies the armature concerning this invention is not limited to a brushless motor, You may use an armature for motors (for example, DC motor) other than a brushless motor.

上記各実施の形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）請求項３に記載の電機子において、前記ティースの前記第２側面の２層目のコイルは、巻き始め端部が前記ティースの前記第１側面の２層目の巻き始め端部に対して径方向外側に所定ピッチ分だけずれた位置とされるとともに、その巻回数が前記ティースの前記第１側面のコイルの巻回数よりも少なく設定されており、前記各ティースの周方向両側のコイルの巻回数は同数とされていることを特徴とする電機子。 The technical ideas that can be grasped from the above embodiments are described below.
(A) In the armature according to claim 3, in the second layer coil on the second side surface of the tooth, the winding start end portion is at the second layer winding start end portion on the first side surface of the tooth. In contrast, the number of turns is set to be smaller than the number of turns of the coil on the first side surface of the teeth, and the position is shifted radially by a predetermined pitch. An armature characterized in that the number of coil turns is the same.

（ロ）請求項３に記載の電機子において、前記第２側面のコイルの２層目以降の巻き始め端部が、その層の前記ティース側の層における巻き始め端部よりも所定ピッチずつ径方向外側となるように配置されていることを特徴とする電機子。   (B) In the armature according to claim 3, the winding start end portion of the second layer and subsequent layers of the coil on the second side surface has a diameter of a predetermined pitch than the winding start end portion of the layer on the teeth side of the layer. An armature arranged so as to be outside in the direction.

ブラシレスモータの要部断面図。The principal part sectional drawing of a brushless motor. （ａ）〜（ｃ）はステータの説明図。(A)-(c) is explanatory drawing of a stator. 変更例のステータの説明図。Explanatory drawing of the stator of the example of a change. （ａ）〜（ｃ）は従来のステータの説明図。(A)-(c) is explanatory drawing of the conventional stator. （ａ）〜（ｆ）は従来のステータの説明図。(A)-(f) is explanatory drawing of the conventional stator.

符号の説明Explanation of symbols

１…ブラシレスモータ、２…電機子としてのステータ、５…環状部、６，１２ａ…ティース、６Ｘ…第１側面、６Ｙ…第２側面、７…コアとしてのステータコア、８…コイル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Brushless motor, 2 ... Stator as armature, 5 ... Annular part, 6, 12a ... Teeth, 6X ... 1st side surface, 6Y ... 2nd side surface, 7 ... Stator core as a core, 8 ... Coil.

Claims (10)

径方向に沿って延びる複数のティースを備えたコアと、前記ティースに複数層をなすように整列され集中巻きされたコイルと、を備えた電機子であって、
前記コイルは、前記ティースに、隣接する他のティースに巻回されたコイルと干渉しないように、周方向非対称形状に巻回されていることを特徴とする電機子。 An armature comprising: a core including a plurality of teeth extending along a radial direction; and a coil aligned and concentratedly wound so as to form a plurality of layers on the teeth,
The armature, wherein the coil is wound in a circumferentially asymmetric shape so that the coil does not interfere with a coil wound around another adjacent tooth. 請求項１に記載の電機子において、
前記コイルは、前記ティースの周方向両側両面において同一数とされていることを特徴とする電機子。 The armature according to claim 1,
The armature is characterized in that the same number of coils is provided on both sides of the teeth in the circumferential direction. 請求項１又は２に記載の電機子において、
前記ティースに巻回されたコイルは、前記ティースの周方向一方側の第１側面では同ティースに沿った略一定幅となるように配列され、前記ティースの周方向他方側の第２側面では径方向外側に向けて幅広となるように配列されていることを特徴とする電機子。 The armature according to claim 1 or 2,
The coils wound around the teeth are arranged so as to have a substantially constant width along the teeth on the first side surface on one side in the circumferential direction of the teeth, and the diameters on the second side surface on the other circumferential side of the teeth. An armature characterized by being arranged so as to be wide toward the outside in the direction. 請求項１〜３のうち何れか１項に記載の電機子において、
前記コイルの周方向非対称形状は、前記複数層の一部の層のコイル数を周方向両側において１コイル数分ずつ異ならせることにより形成されていることを特徴とする電機子。 In the armature according to any one of claims 1 to 3,
The circumferentially asymmetric shape of the coil is formed by making the number of coils of a part of the plurality of layers different by one coil on both sides in the circumferential direction. 請求項１〜４に記載の電機子において、
前記コイルの周方向非対称形状は、前記ティースの軸方向両端面において前記コイルの直径分の列替えを行うことにより、複数層をなす各層のコイル数を、前記ティースの周方向両側で異ならせることにより形成されていることを特徴とする電機子。 In the armature according to claims 1 to 4,
The circumferentially asymmetric shape of the coil is such that the number of coils in each layer forming a plurality of layers is made different on both sides in the circumferential direction of the teeth by rearranging the diameter of the coil on both axial end surfaces of the teeth. It is formed by the armature characterized by the above-mentioned. 請求項１〜５のうち何れか１項に記載の電機子において、
前記ティースの複数層をなすように配置されたコイルのそれぞれの層は、下層のコイルの上に俵積み状となるように巻回されていることを特徴とする電機子。 In the armature according to any one of claims 1 to 5,
The armature, wherein each layer of the coils arranged so as to form a plurality of layers of the teeth is wound on the lower coil so as to be stacked. 請求項１〜６のうち何れか１項に記載の電機子を備えたことを特徴とするブラシレスモータ。   A brushless motor comprising the armature according to any one of claims 1 to 6. 電機子のコアが備える径方向に沿って延びる複数のティースに複数層をなすようにコイルを整列させて集中巻きする電機子の巻線方法であって、
前記コイルを、前記ティースに、隣接する他のティースに巻回されたコイルと干渉しないように、周方向非対称形状に巻回したことを特徴とする電機子の巻線方法。 An armature winding method in which coils are aligned and concentratedly wound so as to form a plurality of layers on a plurality of teeth extending along a radial direction of the armature core,
A method of winding an armature, wherein the coil is wound in a circumferentially asymmetric shape so that the coil does not interfere with a coil wound around another adjacent tooth. 電機子のコアが備える径方向に沿って延びる複数のティースに複数層をなすようにコイルを整列させて集中巻きする電機子の巻線方法であって、
前記コイルを、前記ティースの周方向両側両面において、同一数であって、且つ、前記複数層の一部の層のコイル数を１コイル数分周方向両側において異ならせることにより、前記コイルを周方向非対称形状に巻回したことを特徴とする電機子の巻線方法。 An armature winding method in which coils are aligned and concentratedly wound so as to form a plurality of layers on a plurality of teeth extending along a radial direction of the armature core,
The number of coils on the both sides in the circumferential direction of the teeth is the same, and the number of coils in a part of the plurality of layers is made different on both sides in the circumferential direction by one coil. A method of winding an armature, wherein the armature is wound in a directional asymmetric shape. 請求項９に記載の電機子の巻線方法において、 前記コイルの周方向非対称形状を、前記ティースの軸方向両端面において前記コイルの直径分の列替えを行うことにより、複数層をなす各層のコイル数を、前記ティースの周方向両側で異ならせることにより形成することを特徴とする電機子の巻線方法。   The armature winding method according to claim 9, wherein the circumferentially asymmetric shape of the coil is rearranged by the diameter of the coil at both end surfaces in the axial direction of the teeth, thereby forming a plurality of layers. A method of winding an armature, wherein the number of coils is different on both sides in the circumferential direction of the teeth.
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