JP2008148375A - モータのコイル構造及びその加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】渦電流損失低減効果を確保しながらコイルエンド部の高さを低減してモータ軸長を短縮すること。
【解決手段】モータのコイル構造は、複数細線を束にした束線4をステータコア2に巻き付けてコイル3が形成される。ステータコア2は、モータの軸線方向に延びるスロット部5a,5bと、モータの軸線方向と交差するコア端部6a,6bとを含む。束線4は、スロット部5a,5bに巻かれるストレート部4aが撚りを付与した撚り束線部をなし、コア端部6a,6bに巻かれるコイルエンド部4bが撚りを付与しない平行束線部をなしている。コイル構造の束線4には、例えば、ストレート部4a及びコイルエンド部4bの長さに合わせた長さで交互に撚り束線部と平行束線部を予め形成してなる撚り加工束線7を使用することができる。
【選択図】図3
【解決手段】モータのコイル構造は、複数細線を束にした束線4をステータコア2に巻き付けてコイル3が形成される。ステータコア2は、モータの軸線方向に延びるスロット部5a,5bと、モータの軸線方向と交差するコア端部6a,6bとを含む。束線4は、スロット部5a,5bに巻かれるストレート部4aが撚りを付与した撚り束線部をなし、コア端部6a,6bに巻かれるコイルエンド部4bが撚りを付与しない平行束線部をなしている。コイル構造の束線4には、例えば、ストレート部4a及びコイルエンド部4bの長さに合わせた長さで交互に撚り束線部と平行束線部を予め形成してなる撚り加工束線7を使用することができる。
【選択図】図3
Description
この発明は、モータのコアに巻き付けられるコイル構造及びそのコイル構造を加工するための加工方法に関する。
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献1に記載された電気コイル及びその巻線加工方法が知られている。この加工方法では、リッツ線(撚り線)をコイル型を回転させながら全体に所定張力を付与して巻き付けることにより、巻線の浮きを防いでいる。このように作製した電気コイルは、モータのロータに使用することができる。ここで、リッツ線(撚り線)は、モータを超高速で回転させたときに電気コイルの巻線内で発生する渦電流損失を低減させるために必須な構成ではある。
ところで、特許文献1に記載の加工方法によれば、高回転モータの巻線内で発生する渦電流損失をリッツ線(撚り線)により低減させることはできるものの、リッツ線(撚り線)を使用していることから、曲げ剛性が高く、コイルエンド部で巻線に浮きが発生し易く、浮きの分だけコイルの軸長が大きくなってしまう。このため、ロータの軸長が長くなり、モータを超高速で回転させたとき共振の問題が発生する懸念があった。
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、渦電流損失低減効果を確保しながらコイルエンド部の高さを低減してモータ軸長を短縮することを可能としたモータのコイル構造及びその加工方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、複数線を束にした束線をコアに巻き付けてコイルを形成したモータのコイル構造において、コアは、モータの軸線方向に延びるスロット部と、軸線方向と交差するコア端部とを含み、束線は、スロット部に巻かれるストレート部が撚りを付与した撚り束線部をなし、コア端部に巻かれるコイルエンド部が撚りを付与しない非撚り束線部をなすことを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、束線は、コアのスロット部にはストレート部として撚り束線部が巻き付けられ、コア端部にはコイルエンド部として非撚り束線部が巻き付けられる。ここで、スロット部では、撚り束線部が巻き付けられるので、非撚り束線部に比べて束線の渦電流損失が低減する。一方、コア端部では、非撚り束線部が巻き付けられるので、撚り束線部に比べて束線の剛性が低く、束線の浮きが低減する。
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のモータのコイル構造に使用される束線であって、ストレート部及びコイルエンド部の長さに合わせた長さで交互に撚り束線部と非撚り束線部を予め形成したことを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、束線が、ストレート部及びコイルエンド部の長さに合わせた長さで交互に撚り束線部と非撚り束線部が予め形成されるので、コアに束線を巻き付ける際に、束線に撚りを付与する必要がなく、そのための工程と設備が省略される。
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のモータのコイル構造の加工方法であって、複数線を平行に束にした束線を供給する束線供給手段と、束線供給手段から供給される束線に撚りを加える回転手段とを備え、スロット部に束線を巻き付けるときには、回転手段を回転させて束線に撚りを付与し、コア端部に束線を巻き付けるときには、回転手段の回転を戻して束線の撚りを戻すことを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、束線をコアに巻き付けるとき、スロット部には、束線に撚りを付与した撚り束線部が巻き付けられ、コア端部には、束線に撚りを付与しない非撚り束線部が巻き付けられる。
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、スロット部に束線を巻き付けるときには、コア端部からスロット部の長さのm倍(mは自然数)離れた位置にて、回転手段によりストレート部に必要な撚り回数のm倍の回転を付与し、その後、コア端部に束線を巻き付けるときには、回転手段によりストレート部に必要な撚り回数の(m−1)倍の逆回転を付与することを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、請求項3に記載の発明の作用に加え、コアに回転手段を近付けることが難しい場合には、回転手段をストレート部の長さのm倍だけ離して動作させることが可能となり、回転手段の取り回しが容易となる。
請求項1に記載の発明によれば、渦電流損失低減効果を確保しながらコイルエンド部の高さを低減することができ、モータ軸長を短縮することができる。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果を得るために、巻き付けの際の工程及び設備を簡略化することができる。
請求項3に記載の発明によれば、コアに束線を巻き進む過程で、スロット部に巻かれるストレート部を撚り束線部とし、コア端部に巻かれるコイルエンド部を非撚り束線部とすることができ、撚り束線部と非撚り束線部を有する束線を予め準備しておく必要がない。
請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明の効果に加え、コアに対するコイル構造の加工性を向上させることができる。
[第1実施形態]
以下、本発明におけるモータのコイル構造及びその加工方法を具体化した第1実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
以下、本発明におけるモータのコイル構造及びその加工方法を具体化した第1実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
図1に、この実施形態における高回転モータ(以下、単に「モータ」と言う。)120が使用される電動アシストターボチャージャ(以下、単に「ターボチャージャ」と言う。)110を含むエンジンシステムの概略構成を説明図により示す。このエンジンシステムは、エンジン100と、ターボチャージャ110と、インバータ130と、エンジンシステム全体を制御するエンジン・コントロールユニット(ECU)140とを備える。
エンジン100には、吸気管101及び排気管102が接続される。ターボチャージャ110は、排気管102の中に設けられたタービンホイール111と、吸気管101の中に設けられたコンプレッサホイール112と、タービンホイール111とコンプレッサホイール112とを連結するタービンシャフト113と、タービンシャフト113の回転をアシストするためのモータ120等とから構成される。エンジン100から排出される排気ガスが、排気管102を通過する際にタービンホイール111を回転させることにより、タービンシャフト113を介してコンプレッサホイール112が回転し、吸気管101の中の空気が加圧される。このターボチャージャ110は、エンジン100から排出された排気ガスのエネルギーが十分でない場合に、モータ120によりタービンシャフト113を強制的に超高速で回転させることができる。モータ120は、インバータ130を介してECU140により制御される。
排気管102には、排気ガスを、タービンホイール111を迂回して排出するためのバイパス管103が設けられる。バイパス管103の中には、ウェストゲートバルブ104が設けられる。バルブ104は、過給が必要でない場合に開かれる。
このエンジンシステムでは、モータ120に10万回転(rpm)以上の高い回転数が要求されるので、モータ120は、そのステータに所定のコイル構造を備える。そして、ロータ回転時には、ロータに設定された磁石からの漏れ磁束によってコイルに渦電流が生じ、渦電流損失が発生する。この渦電流損失は、モータ駆動周波数の2乗に比例する。従って、モータ120の回転数を高くするためにモータ駆動周波数を高くすると、コイルに発生する渦電流損失は著しく増大する。そこで、この実施形態では、モータ120に、上述した渦電流損失を低減するために、コイル構造に所定の改良がなされている。このモータ120のコイル構造について、以下に説明する。
図2,3に、この実施形態のコイル構造を説明図に示す。モータ120は、そのステータ1に所定のコイル構造を備える。図2は、モータ120の回転軸に対して垂直な方向に切断したステータ1の一部を示す。図3は、ステータ1の内側の一部を正面図(図2のA視図)により示す。ステータ1は、ステータコア2と、コイル3とを含む。ステータコア2は、ヨーク2aと、ティース2bとを含む。
矩形断面を有するティース2bは、その外周に、複数の細線を束にした束線4が巻き付けられることでコイル3が形成される。束線4を構成する細線は、銅線より形成される。図2において、複数の束線4は、それぞれ断面が示される。ステータコア2は、ティース2bの両脇にてモータ120の軸線方向(図3の上下方向)に延びるスロット部5a,5bと、その軸線方向と交差するティース2dの上下に位置するコア端部6a,6bとを含む。この実施形態では、束線4は、スロット部5a,5bに巻かれるストレート部4aが撚りを付与した撚り束線をなし、コア端部6a,6bに巻かれるコイルエンド部4bが撚りを付与しない非撚り束線部としての平行束線部をなしている。
この実施形態のモータ120の場合、モータ駆動周波数が高いことから、各部に渦電流損失が発生し易い。また、もれ磁束により、コイル3の中にも渦電流が発生する。そこで、この実施形態では、駆動電流を流す仕事に悪影響を及ぼす渦電流損失対策として、細線を束にした束線4が用いられる。また、駆動電流が大きいことから太い銅線を必要とする場合、銅線の巻き付けを容易にするために、銅線の剛性を下げる目的で、この実施形態では細線を束にした束線4が用いられる。
この実施形態で、ティース2bに巻き付けられる束線4として、ストレート部4a及びコイルエンド部4bの長さに合わせた長さで交互に撚り束線部と平行束線部を予め形成してなる撚り加工束線7(図8参照)が使用される。この撚り加工束線7の加工方法に係る各工程を、図4〜8の説明図を参照して以下に説明する。
この撚り加工束線7を加工するには、第1の工程で、図4に示すように、互いに平行をなす複数の細線を束にした平行束線8を所定長さだけ一直線に保持する。第2の工程では、図5に示すように、上記したコイルエンド部4bに対応する部分を複数のクランプ11で挟む。各クランプ11は、それぞれコイルエンド部の長さに合わせた長さを有する。複数のクランプ11は、上記したストレート部の長さに等しい間隔を置いて配置される。第3の工程では、図6に示すように、各クランプ11を所定回転だけ回転させて各クランプ11に捻りを付与する。この実施形態では、必要な撚り数を得るために、クランプ11の回転数として「1/2」の整数倍の数を当てはめることができる。このように「1/2」の整数倍の回転数としたのは、束線4を構成する細線に印加される漏れ磁束の向きが、細線の長さ方向で分散される効果を狙って渦電流の方向が反転して相殺が期待されるからである。これにより、各クランプ11で挟まれていないストレート部に撚りが付与され、撚り束線部が形成される。第4の工程では、図7に示すように、撚りが付与されたストレート部4aを撚りが付与された状態のまま接着剤等で固定する。そのために、ストレート部4aに接着剤を塗布した上で、図7に示すように、ストレート部4aを電気ヒータ12等で加熱することにより、接着剤等を溶着する。その後、第5の工程では、各クランプ11を取り外す。これにより、図8に示すように、クランプ11で挟まれていたコイルエンド部4bが、撚りを付与しない平行束線部となり、クランプ11で挟まれていなかったストレート部4aが、撚りを付与した撚り束線部となる。このようにして、第1の工程〜第5の工程を平行束線8に沿って繰り返すことにより、ストレート部4a及びコイルエンド部4bの長さに合わせた長さで交互に撚り束線部と平行束線部を予め形成してなる所定長さの撚り加工束線7が得られる。ここで、撚り加工束線7をステーコア2のティース2bに複数層巻き付ける場合は、外側の層になるほどストレート部4a及びコイルエンド部4bを長くする必要があることから、その分だけストレート部4a及びコイルエンド部4bの長さを補正すればよい。
このように加工された撚り加工束線7を、図2,3に示すように、スロット部5a,5bとコア端部6a,6bにストレート部4aとコイルエンド部4bを整合させてティース2bに巻き付ける。これにより、コイル3に本実施形態のコイル構造を備えたステータ1が得られる。このステータ1の中心孔にロータを組み付けることにより、モータ120を製造することができる。
以上説明したこの実施形態におけるモータのコイル構造によれば、束線4は、ステータコア2のスロット部5a,5bには、ストレート部4aである撚り束線部が巻き付けられ、コア端部6a,6bには、コイルエンド部4bである平行束線部が巻き付けられる。ここで、もれ磁束の影響を受けやすいスロット部5a,5bでは、束線4(7)の撚り束線部が巻き付けられるので、平行束線部に比べて束線4(7)の渦電流損失が低減する。詳しくは、ロータに設置された磁石からストレート部4a(撚り束線部)の各細線に印加される漏れ磁束の向きが、細線の長さ方向で分散されるので、コイルエンド部4b(平行束線部)に比べて渦電流損失が低減する。一方、もれ磁束が少ないコア端部6a,6bでは、平行束線部が巻き付けられるので、撚り束線部に比べて束線4(7)の剛性が低く、成形もし易いことから、束線4(7)の浮きが低減する。この結果、上記のようなステータ1を組み込んだモータ120につき、撚り束線部による渦電流損失低減効果を確保しながらコイルエンド部4bの高さを低減することができ、その分だけモータ120の軸長を短縮することができる。このため、モータ120をコンパクトに製造するすることができ、モータ120を超高速で回転させた時にも共振の問題を起き難くすることができる。
この実施形態のターボチャージャ110は、上記したコイル構造を有するモータ120を使用しているので、超高速で作動させてもモータ120の渦電流損失を少なくすることができ、モータ120の軸長を短縮できる分だけターボチャージャ110それ自体の軸長を短くしてコンパクトにすることができる。
また、この実施形態では、束線4として、ストレート部4a及びコイルエンド部4bの長さに合わせた長さで交互に撚り束線部と平行束線部が予め形成された撚り加工束線7が使用される。従って、ステータコア2に、この束線4(7)を巻き付ける際に、束線4(7)に撚りを付与する必要がなく、撚りを付与するための工程と設備が省略される。このため、上記したモータ120による効果を得るために、束線4(7)を巻き付ける際の工程及び設備を簡略化することができる。
[第2実施形態]
次に、本発明におけるモータのコイル構造の加工方法を具体化した第2実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
次に、本発明におけるモータのコイル構造の加工方法を具体化した第2実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
この実施形態では、ステータコアに束線を巻き付ける過程で束線に撚りを付与するという点で、第1実施形態と異なる。そのために、この実施形態では、撚り加工機能付きの巻線機が使用される。図9に、この巻線機の巻付ヘッド21の概略構成を一部破断して示す。
巻付ヘッド21は、所定の可動アームに設けられ、ステータコア2の中心孔に対応して稼動するように構成される。巻付ヘッド21を可動アームにより前後、左右及び上下に移動させることにより、ステータコア2に束線4を巻き付けるようになっている。巻付ヘッド21は、L字状に屈曲して形成され、その先端部には作動枠22が支軸23を中心に回動可能に設けられる。巻付ヘッド21には、複数のガイド24,25,26を介して複数本の束線4が互いに平行をなすように案内される。第1のガイド24は、巻付ヘッド21の屈折部分に配置され、各束線4が案内される方向を変える。第2のガイド25は、各束線4を孔25aに通して案内する。回転ガイド26は、各束線4をノズル26aに通して案内する。複数本の束線4は、束線貯留器(図示略)から導き出されて巻付ヘッド21に案内される。巻付ヘッド21は、各束線4を平行に供給する本発明の束線供給手段に相当する。
作動枠22は、姿勢変更機構を構成すると共に回転機構を含む。姿勢変更機構は、作動枠22の姿勢を変更する機構であり、第1モータ27と、同モータ27により駆動される第1駆動ギア28とを含む。第1駆動ギア28は、巻付ヘッド21の先端に設けられた円弧ギア29に噛み合う。第1モータ27により第1駆動ギア28が円弧ギア29上を正転又は逆転することにより、作動枠22が支軸23を中心に正方向又は逆方向に回動してその姿勢を変更する。一方、回転機構は、複数の束線4に撚りを付与するために回転する機構であり、上記した回転ガイド26を含む。回転ガイド26は、作動枠22上に支軸30を中心に回転可能に支持され、回転ガイド26の外周ギア(図示略)と、第2モータ31と、同モータ31により駆動され、回転ガイド26の外周ギアに噛み合う第2駆動ギア32とを含む。図10に、回転ガイド26を、図9の矢印Cの方向から見た図を示す。回転ガイド26は、各ノズル26aから各束線4がステータコア2へ導き出されるようになっている。この実施形態では、合計4本の束線4がノズル26aから導き出される。第2モータ31により第2駆動ギア32が外周ギア上を正転又は逆転することにより、回転ガイド26が支軸30を中心に正方向又は逆方向に回動し、第2のガイド25との間で各束線4に撚りが付与される。これら回転ガイド26を含む回転機構は、巻付ヘッド21から供給される複数の束線4に撚りを加えるための本発明の回転手段に相当する。
上記のような巻付ヘッド21を使用して、ステータコア2のスロット部5a,5bに各束線4を巻き付けるときには、回転ガイド26を回転させて各束線4に撚りを付与し、ステータコア2のコア端部6a,6bに各束線4を巻き付けるときには、回転ガイド26の回転を戻して各束線4の撚りを戻すようにしている。以下に、束線4の巻付方法における各工程を、図11〜17を参照して順次説明する。
先ず、図11に示すステータコア2に対して、第1の工程では、図12に示すように、巻付ヘッド21をステータコア2の上側から下側へ回り込ませる。この状態では、作動枠22が、図9に示す状態から90°時計方向に姿勢変更し、回転ガイド26が真上を向いている。回転ガイド26から引き出された複数本の束線4(以下「束線群」10と言う。)は、その途中が上側のコア端部6aのエッジに引き掛けられている。
次に、図13に示す第2の工程では、回転ガイド26を、図10の反時計方向に所定回数だけ回転させる。この実施形態では、ストレート部4aに必要な撚り回数だけ回転させる。この実施形態では、半回転の整数倍の回数だけ回転ガイド26を回転させるようになっている。これにより、回転ガイド26と第2のガイド25との間には、各束線4に捩れが発生し、スロット部5aに当たる束線群10の部分、すなわちストレート部4aには、各束線4に撚りが付与される。
次に、図14に示す第3の工程では、回転ガイド26の直後に位置する束線群10の一部を、下側のコア端部6bのエッジに引き掛ける。
次に、図15に示す第4の工程では、巻付ヘッド21を水平方向(図面右方向)へ移動させると共に、作動枠22を第3の工程から90°反時計方向に姿勢変更し、回転ガイド26を図10の時計方向に上記と同様に所定回数だけ回転させる。これにより、回転ガイド26と第2のガイド25との間の各束線4の捩れを戻し、回転ガイド26の直後に位置する束線群10の引っ張り部分10aにおける撚りを平行に戻す。この引っ張り部分10aは、下側のコイルエンド部4bとしてコア端部6bに巻き付けられる。
次に、図16に示す第5の工程では、作動枠22を、第4の工程から90°反時計方向に姿勢変更すると共に、巻付ヘッド21を上方へ移動させる。
その後、図17に示す第6の工程では、回転ガイド26を図10の時計方向に所定回数だけ回転させる。これにより、回転ガイド26と第2のガイド25との間には、各束線4に捩れが発生し、スロット部5bに当たる束線群10の部分、すなわちストレート部4aには、各束線4に撚りが付与される。
その後、上記した第1の工程から第6の工程を繰り返すことにより、ステータコア2に複数の束線4を巻き付けると共に、図2,3に示すように、スロット部5a,5bに巻かれるストレート部4aに撚りを付与した撚り束線部とし、コア端部6a,6bに巻かれるコイルエンド部4bを撚りを付与しない平行束線部とする。
従って、この実施形態では、第1実施形態におけるコイル構造と同等の作用効果を得ることができる。加えて、この実施形態では、束線4をステータコア2に巻き付ける際に、スロット部5a,5bには、束線4に撚りを付与した撚り束線部がストレート部4aとして巻き付けられ、コア端部6a,6bには、束線4に撚りを付与しない平行束線部がコイルエンド部4bとして巻き付けられる。これにより、ステータコア2に束線4を巻き進む過程で、スロット部5a,5bに巻かれるストレート部4aを撚り束線部とし、コア端部6a,6bに巻かれるコイルエンド部4bを平行束線部とすることができる。このため、所定のコイル構造を得るために、第1実施形態とは異なり、撚り束線部と平行束線部を有する撚り加工束線7を予め準備しておく必要がない。
[第3実施形態]
次に、本発明におけるモータのコイル構造の加工方法を具体化した第3実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
次に、本発明におけるモータのコイル構造の加工方法を具体化した第3実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
この実施形態では、第2実施形態と同じ巻線機を使用するものの、コイル構造の加工方法の点で第2実施形態と異なる。この実施形態では、ステータコア2と巻付ヘッド21の大きさの関係から、巻付ヘッド21をステータコア2に近付けたまま移動させることができないような場合を想定した加工方法について説明する。この実施形態では、上記巻付ヘッド21を使用して、スロット部5a,5bに束線4を巻き付けるときには、コア端部6a,6bからスロット部5a,5bの長さのm倍(mは自然数)離れた位置にて、回転ガイド26によりストレート部4aに必要な撚り回数のm倍の回転を付与する。その後、コア端部6a,6bに束線4を巻き付けるときには、回転ガイド26によりストレート部4aに必要な撚り回数の(m−1)倍の逆回転を付与するようにしている。以下に、束線4の巻付方法における各工程を、図18〜24を参照して順次説明する。
先ず、図18に示すステータコア2に対して、第1の工程では、図19に示すように、巻付ヘッド21をステータコア2の上側から下側へ回り込ませる。この実施形態では、ステータコア2のスロット部5a,5bの長さであるスロット長Dだけ下側のコア端部6bから巻付ヘッド21を離して配置する。この位置は、束線群10が引き掛けられた上側のコア端部6aの位置からは、スロット長Dの2倍の距離(2D)となる。この状態では、作動枠22が、図9に示す状態から90°時計方向に姿勢変更して回転ガイド26が真上を向いている。回転ガイド26から引き出された束線群10は、その途中が上側のコア端部6aのエッジに引き掛けられている。
次に、図20に示す第2の工程では、回転ガイド26を、図10の反時計方向に所定回数だけ回転させる。この回転数は、ストレート部4aに必要な撚り回数のm倍、すなわちこの実施形態では、ストレート部4aに必要な撚り回数として「半回転」の整数倍の回転数が当てはめられる。また、この実施形態では、上側のコア端部6aからスロットル長Dの2倍の距離(2D)だけ巻付ヘッド21を離していることから、「m倍」として「2倍」を当てはめることができる。上側のコア端部6aからスロットル長Dの3倍の距離(3D)だけ巻付ヘッド21を離す場合には、「m倍」として「3倍」を当てはめることができる。これにより、回転ガイド26と第2のガイド25との間には、各束線4に捩れが発生し、スロット部5aに対応する束線群10の部分、すなわちストレート部4aに対応する各束線4には撚りが付与される。
次に、図21に示す第3の工程では、回転ガイド26から引き出される束線群10の一部を、下側のコア端部6bのエッジに引き掛ける。
その後、図22に示す第4の工程では、巻付ヘッド21を水平方向(図面右方向)へ移動させると共に、作動枠22を第3の工程から90°反時計方向に姿勢変更し、回転ガイド26を図10の時計方向に所定回数だけ回転させる。これにより、回転ガイド26と第2のガイド25との間の各束線4の捩れを戻し、回転ガイド26の直後に位置する束線群10の引っ張り部分10aにおける撚りを平行に戻す。この実施形態では、回転ガイド26によりストレート部4aに必要な撚り回数の(m−1)倍の逆回転を付与する。ここで、「(m−1)倍」は、「m=2」のときは「1倍」となり、「m=3」のときは「2倍」となる。上記した引っ張り部分10aは、下側のコイルエンド部4bとしてコア端部6bに巻き付けられる。
次に、図23に示す第5の工程では、作動枠22を、第4の工程から90°反時計方向に姿勢変更すると共に、巻付ヘッド21を上方へ移動させる。この実施形態では、ステータコア2のスロット長Dだけ上側のコア端部6aから巻付ヘッド21を離して配置する。この位置は、束線群10が引き掛けられた下側のコア端部6bの位置からは、スロット長Dの2倍の距離となる。
その後、図24に示す第6の工程では、回転ガイド26を図10の時計方向に所定回数だけ回転させる。これにより、回転ガイド26と第2のガイド25との間には、各束線4に捩れが発生し、スロット部5bに対応する束線群10の部分、すなわちストレート部4aに対応して各束線4に撚りが付与される。
その後、上記した第1の工程から第6の工程を繰り返すことにより、ステータコア2に複数本の束線4を巻き付けると共に、図2,3に示すように、スロット部5a,5bに巻かれるストレート部4aに撚りを付与した撚り束線部とし、コア端部6a,6bに巻かれるコイルエンド部4bを撚りを付与しない平行束線部とする。
従って、この実施形態では、第1実施形態におけるコイル構造と同等の作用効果を得ることができると共に、第2実施形態における加工方法と同等の作用効果を得ることができる。加えて、この実施形態では、巻付ヘッド21をステータコア2に近付けたまま移動させることができないような場合、例えば、ステータコア2の中空の内径が小さい場合に、巻付ヘッド21を使用してコイル構造のための加工を行うことができる。この意味で、ステータコア2に対するコイル構造の加工性を向上させることができる。
尚、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することができる。
(1)前記各実施形態では、円環状のステータコア2に束線4を巻き付ける場合について説明したが、ステータコアを複数に分割してなる分割コア(ボビン)に束線を巻き付ける場合にも、本発明のコイル構造及びその加工方法を適用することができる。
(2)前記各実施形態では、エンジンシステムの電動アシストターボチャージャ110に使用される高回転モータ120のためのコイル構造について説明したが、これに限られるものではなく、電気自動車用モータのためのコイル構造にも本発明のコイル構造及びその加工方法を適用することができる。
2 ステータコア
3 コイル
4 束線
4a ストレート部
4b コイルエンド部
5a スロット部
5b スロット部
6a コア端部
6b コア端部
7 撚り加工束線
21 巻付ヘッド(束線供給手段)
26 回転ガイド(回転手段)
120 高回転モータ
3 コイル
4 束線
4a ストレート部
4b コイルエンド部
5a スロット部
5b スロット部
6a コア端部
6b コア端部
7 撚り加工束線
21 巻付ヘッド(束線供給手段)
26 回転ガイド(回転手段)
120 高回転モータ
Claims (4)
- 複数線を束にした束線をコアに巻き付けてコイルを形成したモータのコイル構造において、
前記コアは、前記モータの軸線方向に延びるスロット部と、前記軸線方向と交差するコア端部とを含み、
前記束線は、前記スロット部に巻かれるストレート部が撚りを付与した撚り束線部をなし、前記コア端部に巻かれるコイルエンド部が撚りを付与しない非撚り束線部をなすことを特徴とするモータのコイル構造。 - 請求項1に記載のモータのコイル構造に使用される束線であって、
前記ストレート部及び前記コイルエンド部の長さに合わせた長さで交互に前記撚り束線部と前記非撚り束線部を予め形成したことを特徴とする束線。 - 請求項1に記載のモータのコイル構造の加工方法であって、
複数線を平行に束にした束線を供給する束線供給手段と、
前記束線供給手段から供給される束線に撚りを加える回転手段と
を備え、前記スロット部に前記束線を巻き付けるときには、前記回転手段を回転させて前記束線に撚りを付与し、前記コア端部に前記束線を巻き付けるときには、前記回転手段の回転を戻して前記束線の撚りを戻すことを特徴とするモータのコイル構造の加工方法。 - 前記スロット部に前記束線を巻き付けるときには、前記コア端部から前記スロット部の長さのm倍(mは自然数)離れた位置にて、前記回転手段により前記ストレート部に必要な撚り回数のm倍の回転を付与し、その後、前記コア端部に前記束線を巻き付けるときには、前記回転手段によりストレート部に必要な撚り回数の(m−1)倍の逆回転を付与することを特徴とする請求項3に記載のモータのコイル構造の加工方法。
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