JP2008253063A - Stator for motor and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータコアにおける複数のスロット内に、分布巻き状態で複数相のコイルを配置してなるモータ用ステータ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a motor stator in which a plurality of coils are arranged in a distributed winding state in a plurality of slots in a stator core, and a method for manufacturing the same.
例えば、U相、V相及びW相の3相のコイルをステータコアに配置してなる3相モータ用のステータは、その多くが絶縁被覆してなる断面円形状の銅線を複数回巻回してなる3相のコイルを用いている。一方、コイルエンド部(コイルの一部がステータコアの軸方向端面から突出してなる部分)の小型化や、コイルをステータコアに組み付ける工程の簡略化等を目的として、コイルをステータコアに組み付ける種々の方法が考えられている。 For example, a stator for a three-phase motor in which three-phase coils of U-phase, V-phase and W-phase are arranged on the stator core is obtained by winding a copper wire having a circular cross section, many of which are insulated and coated, multiple times. A three-phase coil is used. On the other hand, there are various methods for assembling the coil to the stator core for the purpose of reducing the size of the coil end portion (portion in which a part of the coil protrudes from the axial end surface of the stator core) and simplifying the process of assembling the coil to the stator core. It is considered.
例えば、特許文献1の回転電機の多相波巻き巻線においては、ステータコアの各スロットに挿通されるスロット導体部と、スロット導体部の同一側端部を接続してコイルエンドを構成する渡り導体部とによって波巻形状を有する各相のコイル導体を形成することが開示されている。また、特許文献1においては、渡り導体部の先端部を、段差により径方向へ渡り導体部の略径方向厚さ以上変位させ、同一形状に変形させた各渡り導体部を周方向に順次ずらして配置することにより、コイルエンドを小型化し、渡り導体部の無駄な配線延長による抵抗電力損失も生じないようにしている。
For example, in the multiphase wave winding of a rotating electrical machine disclosed in
ところで、上記従来の波巻き巻線は、1本の導体を用いて、各相のスロットの数に応じたスロット導体部を有する長さに形成している。そして、波巻き巻線は、ステータコアの周方向を一周する状態でスロット内に配置される。また、各スロット内には、スロット導体部を径方向に重ねて配置するために、ステータコアの周方向を一周する各相の波巻き巻線を、複数回(複数ターン)スロット内に配置している。 By the way, the conventional wave winding is formed by using a single conductor to have a length having slot conductor portions corresponding to the number of slots of each phase. And the wave winding is arrange | positioned in a slot in the state which goes around the circumferential direction of a stator core. In addition, in each slot, in order to arrange the slot conductor portions in the radial direction, the wave windings of each phase that goes around the circumferential direction of the stator core are arranged in the slot a plurality of times (multiple turns). Yes.
しかしながら、上記従来の波巻き巻線においては、各ターンを形成する波巻き巻線毎に溶接等を行って、この波巻き巻線同士を接合する必要がある。そのため、波巻き巻線の接合箇所が多く、この接合の作業が容易ではない。
また、特許文献1においては、スロット導体部から渡り導体部を斜めに延設しており、この渡り導体部を山形形状に形成している。そのため、コイルエンド部の軸方向寸法が大きくなるおそれがある。
However, in the conventional wave winding, it is necessary to perform welding or the like for each wave winding forming each turn and to join the wave windings to each other. For this reason, there are many joining portions of wave windings, and this joining operation is not easy.
Moreover, in
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、波巻コイル同士の接合作業を軽減させることができ、スロット内における導体の占積率の向上及びコイルエンド部の小型化を図ることができるモータ用ステータ及びその製造方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and can reduce the joining work between the wave winding coils, improve the space factor of the conductor in the slot, and reduce the size of the coil end portion. An object of the present invention is to provide a stator for a motor and a method for manufacturing the same.
第1の発明は、複数のスロットを備えたステータコアと、上記複数のスロット内に所定のスロット数を空けて分布巻き状態で配置した複数相のコイルとを有するモータ用ステータにおいて、
上記コイルは、上記スロット内に配置するスロット導体部同士を、上記ステータコアの軸方向一端側と軸方向他端側とにおいて、上記スロットの外部に突出配置するコイルエンド導体部によって交互に繋いでなる波巻コイルを用いて構成してあり、
上記スロット内には、上記スロット導体部が上記ステータコアの径方向に複数段に重ねて配置してあり、
上記ステータコアにおける各相の上記スロットの数に対応する数の上記スロット導体部と該スロット導体部同士を繋ぐ上記コイルエンド導体部とを1つのターン構成部としたとき、上記波巻コイルは、断面扁平形状の連続する1本の導体によって、該導体が扁平する面方向を合わせて上記ステータコアの径方向に重ねた2つの上記ターン構成部を形成しており、
該2つのターン構成部は、上記ステータコアの周方向の一方回りに、一方側巻始め端のスロット導体部から一方側巻終り端のスロット導体部までを順次上記スロット内に配置してなる一方のターン構成部と、
上記一方側巻終り端のスロット導体部から折り返し、上記ステータコアの周方向の他方回りに、他方側巻始め端のスロット導体部から他方側巻終り端のスロット導体部までを順次上記スロット内に配置すると共に、上記他方側巻終り端のスロット導体部を、上記一方側巻終り端のスロット導体部と同じスロット内に配置してなる他方のターン構成部とからなり、
上記一方のターン構成部における上記コイルエンド導体部と、上記他方のターン構成部における上記コイルエンド導体部とは、上記ステータコアの軸方向両側において、いずれも上記ステータコアの周方向に交互に配置してあり、
上記2つのターン構成部からなる上記波巻コイルを複数接合して、各相の上記コイルを形成してなることを特徴とするモータ用ステータにある(請求項1)。
A first invention is a motor stator having a stator core having a plurality of slots, and a plurality of coils arranged in a distributed winding state with a predetermined number of slots in the plurality of slots,
The coil is formed by alternately connecting the slot conductor portions arranged in the slot by coil end conductor portions arranged to protrude outside the slot at one axial end side and the other axial end side of the stator core. It is configured using wave winding coils,
In the slot, the slot conductor portion is arranged in multiple stages in the radial direction of the stator core,
When the number of the slot conductor portions corresponding to the number of the slots of each phase in the stator core and the coil end conductor portion connecting the slot conductor portions are one turn constituting portion, the wave coil is The two continuous turn components are formed by a single flat conductor that is aligned in the radial direction of the stator core with the flat surface direction of the conductor flattened.
The two turn components are formed by sequentially arranging one slot in the circumferential direction of the stator core from the slot conductor at the first winding end to the slot conductor at the first winding end in the slot. A turn component,
Folded from the slot conductor at the end of the one-side winding, and arranged in the slot sequentially from the slot conductor at the start of the other side to the slot conductor at the end of the other-side winding around the other circumferential direction of the stator core. And the other turn constituent part formed by arranging the slot conductor part at the end of the other side winding in the same slot as the slot conductor part at the end of the one side winding,
The coil end conductor part in the one turn constituent part and the coil end conductor part in the other turn constituent part are alternately arranged in the circumferential direction of the stator core on both sides in the axial direction of the stator core. Yes,
A stator for a motor, characterized in that a plurality of the wave winding coils composed of the two turn components are joined to form the coil of each phase (Claim 1).
本発明のモータ用ステータにおいては、上記断面扁平形状の連続する1本の導体を波形状に成形した上記波巻コイルによって、ステータコアの径方向に重なる2つのターン構成部を形成している。これにより、各相のコイルにおいては、1つの波巻コイルによって、ステータコアの周方向において2周分のスロット導体部及びコイルエンド導体部を形成することができ、各相のスロット内に配置する2段分のスロット導体部を形成することができる。
そして、この波巻コイルを複数接合することによって各相のコイルを形成している。そのため、上記波巻コイルを複数接合することによって各相のコイルを形成したときには、従来の1つのターン構成部からなる波巻コイルを用いて各相のコイルを形成する場合に比べて、波巻コイル同士の接合箇所を少なくすることができ、この接合作業を軽減させることができる。
In the motor stator of the present invention, two turn components overlapping in the radial direction of the stator core are formed by the wave winding coil in which one continuous conductor having a flat cross section is formed into a wave shape. As a result, in each phase coil, one wave winding coil can form a slot conductor portion and a coil end conductor portion for two turns in the circumferential direction of the stator core, which are arranged in the slots of each phase. Stepped slot conductor portions can be formed.
And the coil of each phase is formed by joining this wave winding coil two or more. Therefore, when each phase coil is formed by joining a plurality of the above-mentioned wave winding coils, the wave winding is compared with the case where each phase coil is formed using a conventional wave winding coil composed of one turn component. The number of joints between the coils can be reduced, and this joining work can be reduced.
また、各相のスロット内には、断面扁平形状の導体(周方向における幅寸法に比べて径方向における厚み寸法が小さい導体)からなるスロット導体部を、ステータコアの径方向に複数段に重ねて配置している。また、一方のターン構成部におけるスロット導体部の数(一方側巻始め端から一方側巻終り端までの数)と、他方のターン構成部におけるスロット導体部の数(他方側巻始め端から他方側巻終り端までの数)とが同じである。また、他方側巻始め端のスロット導体部は、一方側巻終り端のスロット導体部の1つ隣りのスロット導体部と同じスロット内に配置し、他方側巻終り端のスロット導体部は、一方側巻終り端のスロット導体部と同じスロット内に配置している。 Further, in each phase slot, slot conductor portions made of a conductor having a flat cross section (a conductor having a smaller thickness in the radial direction than the width in the circumferential direction) are stacked in a plurality of stages in the radial direction of the stator core. It is arranged. Also, the number of slot conductors in one turn component (number from one winding start end to one winding end) and the number of slot conductors in the other turn component (other winding starting end to the other) The number up to the end of the side winding) is the same. The slot conductor portion at the other end of the winding is disposed in the same slot as the slot conductor portion adjacent to the slot conductor at the end of one side winding, and the slot conductor portion at the end of the other side winding is It is arranged in the same slot as the slot conductor at the end of the side winding.
これにより、各相のスロット内に1つの波巻コイルを配置することによって、一方のターン構成部におけるスロット導体部と、他方のターン構成部におけるスロット導体部とによって、すべてのスロット内に、平等に2段分のスロット導体部をステータコアの径方向に重ねて配置することができる。
そのため、波巻コイルを複数接合することによって各相のコイルを形成したときには、各相のスロット内における複数段のスロット導体部の占積率の向上させることができる。
Thus, by arranging one wave coil in the slot of each phase, the slot conductor part in one turn constituent part and the slot conductor part in the other turn constituent part can be equally distributed in all slots. Further, the slot conductor portions for two stages can be arranged so as to overlap in the radial direction of the stator core.
Therefore, when a coil of each phase is formed by joining a plurality of wave winding coils, the space factor of the slot conductor portions of a plurality of stages in the slot of each phase can be improved.
また、上記一方側巻終り端のスロット導体部からステータコアの周方向における逆方向に折り返して、他方のターン構成部を形成していることにより、一方のターン構成部におけるコイルエンド導体部と、他方のターン構成部におけるコイルエンド導体部とは、ステータコアの軸方向両側において、いずれもステータコアの周方向に交互に配置されている。すなわち、各ターン構成部におけるコイルエンド導体部は、互いに隣接するスロット導体部の軸方向両側においてコイルエンド導体部を形成していない側のスペースと対向させて配置することができる。 Further, by folding back from the slot conductor portion at the end of the one side winding in the opposite direction in the circumferential direction of the stator core, the other turn constituent portion is formed, so that the coil end conductor portion in one turn constituent portion and the other The coil end conductor portions in the turn constituent portions are alternately arranged in the circumferential direction of the stator core on both sides in the axial direction of the stator core. That is, the coil end conductor part in each turn constituent part can be arranged to face the space on the side where the coil end conductor part is not formed on both axial sides of the adjacent slot conductor parts.
これにより、1つの波巻コイルにおけるコイルエンド導体部によって、ステータコアの軸方向一端側と軸方向他端側とに突出形成されたコイルエンド部においては、無駄なスペースを空けることなく、ステータコアの周方向に平等にコイルエンド導体部を配置することができる。そのため、そのため、波巻コイルを複数接合することによって各相のコイルを形成したときには、ステータコアの軸方向両側におけるコイルエンド部を小型化することができる。 As a result, the coil end conductor portion of one wave-wound coil projects from the one end side in the axial direction and the other end side in the axial direction of the stator core, so that no space is wasted and the stator core is Coil end conductors can be arranged equally in the direction. Therefore, when a coil of each phase is formed by joining a plurality of wave winding coils, the coil end portions on both sides in the axial direction of the stator core can be reduced in size.
それ故、本発明のモータ用ステータによれば、波巻コイル同士の接合作業を軽減させることができ、スロット内における導体の占積率の向上及びコイルエンド部の小型化を図ることができる。 Therefore, according to the stator for a motor of the present invention, it is possible to reduce the work of joining the wave winding coils, and it is possible to improve the space factor of the conductor in the slot and reduce the size of the coil end portion.
第2の発明は、複数のスロットを備えたステータコアと、上記複数のスロット内に所定のスロット数を空けて分布巻き状態で配置した複数相のコイルとを有するモータ用ステータを製造する方法において、
断面略丸形状の導体から、互いに平行な複数のスロット導体部と、該スロット導体部を一端側と他端側とにおいて交互に繋ぐ複数のコイルエンド導体部とを有する波巻中間体を成形すると共に、上記ステータコアにおける各相の上記スロットの数に対応する数の上記スロット導体部と該スロット導体部同士を繋ぐ上記コイルエンド導体部とを1つのターン構成部としたとき、該ターン構成部を2つ連続して構成する長さに上記波巻中間体を形成する波巻工程と、
一方の上記ターン構成部における一方側巻終り端のスロット導体部を除き、上記波巻中間体における残りのすべてのスロット導体部と、すべての上記コイルエンド導体部とを、上記波巻中間体の波形状を形成する平面に平行な方向に扁平させる扁平工程と、
上記一方側巻終り端のスロット導体部をその中心軸線回りに180°捻ることによって、該一方側巻終り端のスロット導体部と他方の上記ターン構成部における他方側巻終り端のスロット導体部とを除く残りの上記スロット導体部同士を、扁平する面方向を合わせて重ね合わせると共に、一方の上記ターン構成部における上記コイルエンド導体部と、他方の上記ターン構成部における上記コイルエンド導体部とを、上記スロット導体部の一端側と他端側とのいずれにおいても、上記スロット導体部が並ぶ方向に交互に配置する捻り工程と、
上記一方側巻終り端のスロット導体部を、上記波巻中間体が扁平する面方向に合わせて扁平させる追加扁平工程と、
上記波巻中間体の表面に絶縁被膜を形成して、上記2つのターン構成部を有する波巻コイルを形成する被膜形成工程と、
一方の上記ターン構成部における上記一方側巻終り端のスロット導体部と、他方の上記ターン構成部における他方側巻終り端のスロット導体部とが同じ上記スロット内に配置される状態で、上記波巻コイルを上記複数のスロット内に配置し、各相の上記波巻コイル同士を接合して、ステータを形成するステータ形成工程とを含むことを特徴とするモータ用ステータの製造方法にある(請求項5)。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a stator for a motor having a stator core having a plurality of slots and a plurality of coils arranged in a distributed winding state with a predetermined number of slots in the plurality of slots.
A wave winding intermediate having a plurality of slot conductor portions parallel to each other and a plurality of coil end conductor portions that alternately connect the slot conductor portions at one end side and the other end side is formed from a conductor having a substantially round cross section. In addition, when the number of the slot conductor portions corresponding to the number of slots of each phase in the stator core and the coil end conductor portion connecting the slot conductor portions are one turn constituting portion, the turn constituting portion is A wave winding step of forming the wave winding intermediate in a length constituted by two consecutively;
Except for the slot conductor portion at the end of one side winding in one of the turn components, all the remaining slot conductor portions in the wave winding intermediate body and all the coil end conductor portions are connected to the wave winding intermediate body. A flattening step of flattening in a direction parallel to the plane forming the wave shape;
By twisting the slot conductor portion at the one end of the one side winding by 180 ° around the central axis, the slot conductor portion at the one end of the one side winding and the slot conductor portion at the other end of the other side in the turn component The remaining slot conductor portions excluding are overlapped with the flat surface direction aligned, and the coil end conductor portion in one of the turn constituent portions and the coil end conductor portion in the other turn constituent portion are overlapped. A twisting step of alternately arranging the slot conductor portions in the direction in which the slot conductor portions are arranged at either one end side or the other end side of the slot conductor portion;
An additional flattening step of flattening the slot conductor portion at the end of the one-side winding in accordance with the surface direction in which the corrugated intermediate body is flattened;
A film forming step of forming an insulating film on the surface of the wave winding intermediate to form a wave winding coil having the two turn components;
The wave conductor in a state where the slot conductor portion at the end of one side winding in one of the turn components and the slot conductor portion at the end of other winding in the other turn component are disposed in the same slot. And a stator forming step of forming a stator by disposing the wound coils in the plurality of slots and joining the wave coils of each phase to each other. Item 5).
本発明のモータ用ステータの製造方法は、上記優れた作用効果を奏するモータ用ステータを製造するのに適した方法である。
具体的には、上記波巻工程においては、断面略丸形状の導体を用いて、上記ターン構成部を2つ構成する長さの波巻中間体を成形し、上記扁平工程においては、上記一方側巻終り端のスロット導体部を除くすべての部位を扁平させている。
The method for manufacturing a motor stator according to the present invention is a method suitable for manufacturing a motor stator that exhibits the above-described excellent effects.
Specifically, in the wave winding step, a wave intermediate body having a length constituting two of the turn components is formed using a conductor having a substantially round cross section, and in the flat step, All parts except the slot conductor at the end of the side winding are flattened.
そして、上記捻り工程において、一方側巻終り端のスロット導体部をその中心軸線回りに180°捻ることによって、波巻中間体の2つのターン構成部を重ね合わせる。このとき、一方側巻終り端のスロット導体部は、断面略丸形状の導体のままであり、その中心軸線回りに容易に捻ることができ、捻った後においても、断面略丸形状を維持することができる。 Then, in the twisting step, the two turn constituent parts of the wave winding intermediate body are overlapped by twisting the slot conductor part at the end of the one side winding by 180 ° around the central axis. At this time, the slot conductor portion at the end of the one side winding remains a conductor having a substantially round cross section, and can be easily twisted around its central axis, and maintains a substantially round cross section even after twisting. be able to.
そして、2つのターン構成部においては、一方のターン構成部における一方側巻終り端のスロット導体部を除く一方のターン構成部における残りのスロット導体部と、他方のターン構成部における他方側巻終り端のスロット導体部を除く他方のターン構成部における残りのスロット導体部とが、扁平する面方向を合わせて重なる。また、一方のターン構成部におけるコイルエンド導体部と、他方のターン構成部におけるコイルエンド導体部とを、スロット導体部の一端側と他端側とのいずれにおいても、スロット導体部が並ぶ方向に交互に配置される。 In the two turn components, the remaining slot conductor in one turn component excluding the slot conductor at the end of one side winding in one turn component and the end of the other side winding in the other turn component The remaining slot conductor portions in the other turn constituent portion excluding the end slot conductor portion overlap with each other in the flat surface direction. Further, the coil end conductor portion in one turn constituent portion and the coil end conductor portion in the other turn constituent portion are arranged in the direction in which the slot conductor portions are arranged on both one end side and the other end side of the slot conductor portion. Alternatingly arranged.
次いで、上記追加扁平工程において、断面略丸形状の一方側巻終り端のスロット導体部を、他のスロット導体部と同じ方向に扁平させ、上記被膜形成工程において、波巻中間体の表面に絶縁被膜を形成して、上記2つのターン構成部を有する波巻コイルを形成する。このように、波巻工程における波巻加工、捻り工程における捻り加工、扁平工程及び追加扁平工程における扁平加工の各加工が終わった後に、絶縁被膜を形成して波巻コイルを形成することにより、波巻コイルの表面において絶縁被膜の剥離等が生じることを防止することができる。また、上記各工程を行うことにより、2つのターン構成部が重なり合った波巻コイルを容易に形成することができる。 Next, in the additional flattening step, the slot conductor portion at the end of one side winding having a substantially round cross section is flattened in the same direction as the other slot conductor portions, and in the film forming step, the surface of the wave winding intermediate is insulated. A film is formed to form a wave winding coil having the two turn components. In this way, after each processing of the wave winding process in the wave winding process, the twisting process in the twisting process, the flattening process and the flattening process in the additional flattening process is finished, by forming the insulating film, It is possible to prevent the insulation coating from peeling off on the surface of the wave winding coil. Moreover, by performing each of the above steps, a wave winding coil in which two turn components overlap each other can be easily formed.
その後、上記ステータ形成工程において、上記波巻コイルを複数のスロット内に配置し、各相の波巻コイル同士を接合して、ステータを形成する。このとき、一方のターン構成部における一方側巻終り端のスロット導体部と、他方のターン構成部における他方側巻終り端のスロット導体部とが同じスロット内に配置され、各スロット内には、ステータコアの径方向に重なる2段分のスロット導体部を平等に配置することができる。 Thereafter, in the stator forming step, the wave coils are arranged in a plurality of slots, and the wave coils of the respective phases are joined together to form a stator. At this time, the slot conductor portion at the end of the one side winding in the one turn component and the slot conductor portion at the end of the other side winding in the other turn component are disposed in the same slot, The two-stage slot conductor portions overlapping in the radial direction of the stator core can be arranged equally.
これにより、各相のスロット内における複数段のスロット導体部の占積率の向上させることができる。また、波巻コイルによって2ターン分のコイル部分を形成していることにより、波巻コイル同士の接合箇所を少なくすることができ、この接合作業を軽減させることができる。また、2つのターン構成部におけるコイルエンド導体部を、ステータコアの軸方向一端側と軸方向他端側とのいずれにおいても、ステータコアの周方向に平等に配置することができ、ステータコアの軸方向両側におけるコイルエンド部を小型化することができる。 Thereby, the space factor of the slot conductor portions of the plurality of stages in the slot of each phase can be improved. Moreover, since the coil part for 2 turns is formed with the wave winding coil, the joining location of wave winding coils can be decreased, and this joining operation can be reduced. In addition, the coil end conductor portions in the two turn constituent portions can be arranged equally in the circumferential direction of the stator core on either one axial end side or the other axial end side of the stator core, The coil end portion in can be reduced in size.
それ故、本発明のモータ用ステータの製造方法によれば、波巻コイル同士の接合作業を軽減させることができ、スロット内における導体の占積率の向上及びコイルエンド部の小型化を図ることができるモータ用ステータを容易に製造することができる。 Therefore, according to the method of manufacturing a stator for a motor of the present invention, it is possible to reduce the joining work between the wave winding coils, to improve the space factor of the conductor in the slot and to reduce the size of the coil end portion. A stator for a motor that can be manufactured can be easily manufactured.
上述した第1、第2の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第1の発明において、上記他方のターン構成部は、上記一方側巻終り端のスロット導体部がその中心軸線回りに180°捻られていることによって、上記一方のターン構成部に対して折り返してあることが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記2つのターン構成部を有する波巻コイルを容易に形成することができる。
A preferred embodiment in the first and second inventions described above will be described.
In the first invention, the other turn constituent portion is folded back with respect to the one turn constituent portion because the slot conductor portion at the end of the one-side winding is twisted by 180 ° around the central axis. It is preferable that it is present (claim 2).
In this case, the wave winding coil having the two turn components can be easily formed.
また、上記複数のスロット内には、上記波巻コイルを複数接合して形成したU相、V相及びW相の3相のコイルがそれぞれ配置してあり、3相の上記波巻コイルは、上記ステータコアの径方向に1つ毎又は所定数毎に交互に重ねて配置してあることが好ましい(請求項3)。
この場合には、3相の波巻コイル間において、ステータコアへの配置状態をできるだけ均等にすることができる。これにより、3相のコイルの長さをできるだけ均等にして、ステータを用いて構成するモータの性能を向上させることができる。
Further, in the plurality of slots, three-phase coils of U phase, V phase and W phase formed by joining a plurality of the wave winding coils are respectively arranged, and the three-phase wave winding coils are Preferably, the stator cores are alternately stacked one by one or a predetermined number in the radial direction of the stator core.
In this case, the arrangement state on the stator core can be made as uniform as possible between the three-phase wave winding coils. Thereby, the length of the three-phase coil can be made as uniform as possible, and the performance of the motor configured using the stator can be improved.
また、上記波巻コイルは、その全長において断面積が同一であると共に、当該波巻コイル同士の断面積も同一であり、上記ステータコアは、その周方向において、上記スロット同士の間のティースを有する形状で上記スロットの数に対応する数に分割したコア形成ブロックを接合してなり、上記複数のスロットは、上記ステータコアの径方向外方に向かうに連れて周方向の幅が大きくなる形状に形成してあり、上記スロット内に配置した複数段の上記スロット導体部は、径方向外方に位置するスロット導体部ほど周方向の幅が大きくなっていることが好ましい(請求項4)。
この場合には、スロット内に配置した複数段のスロット導体部の周方向の幅を径方向において互いに均一とした場合と比べて、スロット導体部の径方向の厚みを小さくすることができ、スロット内に配置するスロット導体部の段数を多くすることができる。また、スロット導体部の径方向の厚みを小さくできることにより、ステータの内周側に配設されるロータのロータ径(外径)を容易に大きく確保することができる。したがって、モータの性能向上に有効である。
The wave winding coils have the same cross-sectional area over the entire length, and the wave winding coils also have the same cross-sectional area. The stator core has teeth between the slots in the circumferential direction. A core forming block divided into a number corresponding to the number of the slots in the shape is joined, and the plurality of slots are formed in a shape in which the circumferential width increases toward the outer side in the radial direction of the stator core. In addition, it is preferable that the slot conductor portions of the plurality of stages arranged in the slot have a larger circumferential width as the slot conductor portions are located radially outward.
In this case, the radial thickness of the slot conductor portion can be reduced compared to the case where the circumferential widths of the plurality of stages of slot conductor portions arranged in the slot are uniform in the radial direction. The number of slot conductor portions arranged inside can be increased. In addition, since the radial thickness of the slot conductor portion can be reduced, the rotor diameter (outer diameter) of the rotor disposed on the inner peripheral side of the stator can be easily ensured to be large. Therefore, it is effective for improving the performance of the motor.
また、第2の発明において、上記波巻工程においては、上記一方のターン構成部における上記スロット導体部同士の間の間隔は、上記他方のターン構成部における上記スロット導体部同士の間の間隔よりも大きく形成し、上記ステータ形成工程においては、上記一方のターン構成部が上記他方のターン構成部の外周側に位置する状態で上記波巻コイルを上記複数のスロット内に配置することが好ましい(請求項6)。
この場合には、波巻コイルをステータコアに組み付けたときに、一方のターン構成部と他方のターン構成部とに生じる内外周差に応じて、一方のターン構成部と他方のターン構成部とを複数のスロット内に配置することができる。
In the second invention, in the wave winding step, the interval between the slot conductor portions in the one turn constituent portion is greater than the interval between the slot conductor portions in the other turn constituent portion. In the stator forming step, it is preferable that the wave winding coil is disposed in the plurality of slots in a state where the one turn constituent part is located on the outer peripheral side of the other turn constituent part ( Claim 6).
In this case, when the wave winding coil is assembled to the stator core, the one turn component and the other turn component are connected in accordance with the difference between the inner and outer circumferences generated in one turn component and the other turn component. It can be placed in multiple slots.
また、上記ステータ形成工程においては、上記ステータコアとして、該ステータコアの周方向において上記スロットの数に対応する数に分割した複数のコア形成ブロックを用い、該コア形成ブロックは、上記スロット同士の間のティースを有する形状に形成しておき、各相の上記波巻コイルを接合して円環形状の各相のコイルを形成すると共に、該各相のコイルを径方向に重ねて円環形状のコイル組付体を形成し、該コイル組付体における上記スロット導体部同士及び上記コイルエンド導体部同士の間に形成された貫通穴内へ、径方向外方から上記ティースを挿入して、上記コア形成ブロック同士を接合することにより、上記ステータを形成することが好ましい(請求項7)。
この場合には、波巻コイルを複数のスロット内に配置することが容易であり、特に径方向外方に向かうに連れて周方向の幅が大きくなる各スロットに対して、高い占積率で波巻コイルにおける各スロット導体部を配置することができる。
Further, in the stator forming step, as the stator core, a plurality of core forming blocks divided into a number corresponding to the number of the slots in the circumferential direction of the stator core are used, and the core forming block is between the slots. It is formed into a shape having teeth, and the above-described wave winding coils of each phase are joined to form an annular coil of each phase, and the coils of each phase are overlapped in the radial direction to form an annular coil An assembly is formed, and the core is formed by inserting the teeth from outside in the radial direction into the through holes formed between the slot conductor portions and the coil end conductor portions of the coil assembly. It is preferable to form the stator by joining the blocks together.
In this case, it is easy to arrange the wave-wound coils in a plurality of slots, and in particular, for each slot whose circumferential width increases toward the outer side in the radial direction, the space factor is high. Each slot conductor part in a wave winding coil can be arranged.
また、上記ステータ形成工程においては、上記波巻コイルを上記複数のスロット内に順次配置し、各相の上記波巻コイル同士を接合することもできる(請求項8)。
この場合には、波巻コイルにおける各スロット導体部を各スロット内に配置するときに工夫をすることにより、分割されていないステータコアに対して波巻コイルを組み付けることができる。
Further, in the stator forming step, the wave coils can be sequentially arranged in the plurality of slots, and the wave coils of each phase can be joined to each other (claim 8).
In this case, the wave winding coil can be assembled to the stator core that is not divided by devising when the slot conductor portions of the wave winding coil are arranged in each slot.
また、上記波巻工程、上記扁平工程、上記捻り工程、上記追加扁平工程及び上記被膜形成工程を経て、U相、V相及びW相の3相の波巻コイルを形成し、上記ステータ形成工程においては、上記3相の波巻コイルを、上記ステータコアの径方向に1つ毎又は所定数毎に交互に重ねて配置することが好ましい(請求項9)。
この場合には、3相の波巻コイル間において、ステータコアへの配置状態をできるだけ均等にすることができる。これにより、3相のコイルの長さをできるだけ均等にして、ステータを用いて構成するモータの性能を向上させることができる。
In addition, a U-phase, a V-phase, and a W-phase wave coil are formed through the wave winding step, the flattening step, the twisting step, the additional flattening step, and the film forming step, and the stator forming step In the above, it is preferable that the three-phase wave winding coils are alternately arranged one by one or every predetermined number in the radial direction of the stator core.
In this case, the arrangement state on the stator core can be made as uniform as possible between the three-phase wave winding coils. Thereby, the length of the three-phase coil can be made as uniform as possible, and the performance of the motor configured using the stator can be improved.
以下に、本発明のモータ用ステータにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例のモータ用ステータ1は、図1〜図3に示すごとく、複数のスロット21を備えたステータコア2と、複数のスロット21内に所定のスロット数を空けて分布巻き状態で配置した複数相のコイル3U、V、Wとを有している。
各相のコイル3U、V、Wは、図4に示すごとく、スロット21内に配置するスロット導体部41同士を、ステータコア2の軸方向Lの一端側と軸方向Lの他端側とにおいて、スロット21の外部に突出配置するコイルエンド導体部42によって交互に繋いでなる波巻コイル4を用いて構成してある。また、図9に示すごとく、スロット21内には、スロット導体部41がステータコア2の径方向Rに複数段に重ねて配置してある。
Hereinafter, embodiments of the motor stator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the
As shown in FIG. 4, the
上記波巻コイル4は、図4〜図6に示すごとく、ステータコア2における各相のスロット21U、V、Wの数に対応する数のスロット導体部41とスロット導体部41同士を繋ぐコイルエンド導体部42とを1つのターン構成部としたとき、断面扁平形状の連続する1本の導体によって、この導体が扁平する面方向を合わせてステータコア2の径方向Rに重ねた2つのターン構成部4A、Bを形成している。
この2つのターン構成部4A、Bは、一方のターン構成部4Aと、この一方のターン構成部4Aの内周側に重ねて配置した他方のターン構成部4Bとからなる。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
The two turn
図4、図6に示すごとく、一方のターン構成部4Aは、ステータコア2の周方向Cの一方回りC1に、一方側巻始め端のスロット導体部41Aから一方側巻終り端のスロット導体部41Bまでを順次スロット21内に配置してなる。また、他方のターン構成部4Bは、上記一方側巻終り端のスロット導体部41Bから折り返し、ステータコア2の周方向Cの他方回りC2に、他方側巻始め端のスロット導体部41Cから他方側巻終り端のスロット導体部41Dまでを順次スロット21内に配置すると共に、他方側巻終り端のスロット導体部41Dを、一方側巻終り端のスロット導体部41Bと同じスロット21内に配置してなる。
As shown in FIGS. 4 and 6, one
一方のターン構成部4Aにおけるコイルエンド導体部42と、他方のターン構成部4Bにおけるコイルエンド導体部42とは、ステータコア2の軸方向Lの両側において、いずれもステータコア2の周方向Cに交互に配置してある。そして、本例のモータ用ステータ1は、図1〜図3に示すごとく、2つのターン構成部4A、Bからなる波巻コイル4を複数接合して形成した各相のコイル3U、V、Wを有している。
The coil
なお、図1〜図3は、モータ用ステータ1におけるU相、V相、W相のコイル3U、V、Wの特にコイルエンド導体部42を示す図であり、図4は、ステータコア2に配置する前の波巻コイル4を示す図である。また、図5は、モータ用ステータ1における1つの波巻コイル4を示す図であり、図6は、この1つの波巻コイル4を模式的に示す図である。
1 to 3 are views showing the coil
以下に、本例のモータ用ステータ1につき、図1〜図15と共に詳説する。
本例のモータ用ステータ1は、ハイブリッドカー又は電気自動車等に用いる3相交流モータに用いるものであり、U相、V相及びW相の3相のコイル3U、V、Wをステータコア2に組み付けて構成してある。
図11、図12に示すごとく、本例の波巻コイル4は、断面略丸形状の導線(本例では丸線)を扁平させて形成したものであり、その全長において断面積が同一である。また、各相のコイル3U、V、Wを形成する複数の波巻コイル4同士の断面積も同一である。
The
The
As shown in FIGS. 11 and 12, the
図8、図9に示すごとく、本例のステータコア2は、その周方向Cにおいて、スロット21同士の間のティース22を有する形状でスロット21の数に対応する数に分割したコア形成ブロック20を接合してなる。複数のスロット21は、ステータコア2の径方向Rの外方に向かうに連れて周方向Cの幅が大きくなる形状に形成してある。
図8に示すごとく、ステータコア2においては、U相スロット21U、V相スロット21V及びW相スロット21Wが、周方向Cに向けて1つずつ順番に繰り返して形成してある。図1に示すごとく、本例のスロット21の数は24であり、U相スロット21U、V相スロット21V及びW相スロット21Wは、それぞれ8つずつ形成してある。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
As shown in FIG. 8, in the
図7、図9に示すごとく、各波巻コイル4において、スロット導体部41及びコイルエンド導体部42は、ステータコア2の径方向Rに対する厚み寸法が小さくなるよう扁平している。すなわち、スロット導体部41は、周方向Cにおける幅寸法に対して径方向Rにおける厚み寸法が小さくなっており、コイルエンド導体部42は、軸方向Lにおける幅寸法に対して径方向Rにおける厚み寸法が小さくなっている。また、コイルエンド導体部42は、スロット導体部41よりもさらに扁平している(径方向Rの厚み寸法がさらに小さくなっている)。
また、各スロット21の内壁面及び開口部には、絶縁体211が設けてあり、各波巻コイル4のコイルエンド導体部42同士の間には、相間絶縁体212が設けてある。
As shown in FIGS. 7 and 9, in each wave-
Further, an
ここで、図7は、スロット21内に配置したスロット導体部41及びこれに繋がるコイルエンド導体部42を示す図であり、特にU相スロット21Uにおけるスロット導体部41の断面を示している。V相スロット21V、W相スロット21Wについても、コイルエンド導体部42の径方向Rの立上り位置が若干異なるものの、同様の構造を有している。
また、同図に示すごとく、コイルエンド導体部42は、スロット導体部41よりも径方向Rの外方に向けて変形させることによって、複数のコイルエンド導体部42を効率よく配置して、コイルエンド部31を径方向Rに小型化している。
また、図9に示すごとく、各スロット21内に配置した複数段のスロット導体部41は、ステータコア2の径方向Rの外方に向かうに連れて周方向Cの幅が大きくなるスロット21の形状に倣って、径方向Rの外方に位置するスロット導体部41ほど周方向Cの幅が大きくなっている。
Here, FIG. 7 is a diagram showing the
Further, as shown in the figure, the coil
Further, as shown in FIG. 9, the plurality of
図8〜図10に示すごとく、複数のスロット21内には、波巻コイル4を複数接合して形成したU相、V相及びW相の3相のコイル3U、V、Wがそれぞれ配置してある。本例においては、U相、V相及びW相のコイル3U、V、Wは、それぞれステータコア2の周方向Cに10周する10ターンの波巻状の導体から構成してあり、各相の各スロット21U、V、W内には、10段のスロット導体部41が配置されている。
図1〜図3に示すごとく、モータ用ステータ1における3相の波巻コイル4U、V、Wは、3相の波巻コイル4U、V、Wにおいて、ステータコア2への配置状態をできるだけ均等にするために、ステータコア2の径方向Rに1つ毎又は所定数毎に交互に重ねて配置してある。
As shown in FIGS. 8 to 10, in the plurality of
As shown in FIGS. 1 to 3, the three-phase
本例においては、図7に示すごとく、3相の波巻コイル4U、V、Wは、ステータコア2の径方向Rの内周側から、各相の波巻コイル4U、V、Wを2つずつ交互に2回配置した後、各相の波巻コイル4U、V、Wを1つずつ交互に1回配置してなる。すなわち、本例の3相のコイル3U、V、Wは、ステータコア2の径方向Rの内周側から、4ターン分のV相の導体(2つのV相の波巻コイル4V)、4ターン分のW相の導体(2つのW相の波巻コイル4W)、4ターン分のU相の導体(2つのU相の波巻コイル4U)の配置を順次2回繰り返した後、2ターン分のV相の導体(1つのV相の波巻コイル4V)、2ターン分のW相の導体(1つのW相の波巻コイル4W)、2ターン分のU相の導体(1つのU相の波巻コイル4U)の配置を順次1回行って形成してある。なお、この各相の波巻コイル4U、V、Wは、これ以外にも種々の配置パターンで配置することができる。
In this example, as shown in FIG. 7, the three-phase
また、図4、図6に示すごとく、モータ用ステータ1における各相の波巻コイル4U、V、Wにおいて、一方のターン構成部4Aの内周側に重ねて配置した他方のターン構成部4Bは、一方側巻終り端のスロット導体部41Bがその中心軸線回りに180°捻られていることによって、一方のターン構成部4Aに対して折り返してある。
Further, as shown in FIGS. 4 and 6, in the
次に、本例のモータ用ステータ1の製造方法につき説明する。
本例においては、以下の波巻工程、扁平工程、捻り工程、追加扁平工程、被膜形成工程及びステータ形成工程を行うことによって、上記モータ用ステータ1を製造する。
まず、波巻工程においては、図11に示すごとく、断面略丸形状の導体から、互いに平行な複数のスロット導体部41と、スロット導体部41を一端側と他端側とにおいて交互に繋ぐ複数のコイルエンド導体部42とを有する波巻中間体40を成形する。そして、この波巻中間体40は、ステータコア2における各相のスロット21U、V、Wの数(本例では8つ)に対応する数のスロット導体部41と、このスロット導体部41同士を繋ぐコイルエンド導体部42とを1つのターン構成部としたとき、ターン構成部を2つ連続して構成する長さに形成する。
Next, the manufacturing method of the
In this example, the
First, in the wave winding process, as shown in FIG. 11, a plurality of
また、波巻工程においては、ステータコア2に組み付けたときに生じる内外周差を考慮して、他方のターン構成部4Bよりもステータコア2の外周側に配置する一方のターン構成部4Aにおけるスロット導体部41同士の間の間隔を、他方のターン構成部4Bにおけるスロット導体部41同士の間の間隔よりも大きく形成しておく。
次いで、扁平工程においては、図12に示すごとく、一方のターン構成部4Aにおける一方側巻終り端のスロット導体部41Bを除き、波巻中間体40における残りのすべてのスロット導体部41と、すべてのコイルエンド導体部42とを、波巻中間体40の波形状を形成する平面に平行な方向に扁平させる。
In addition, in the wave winding process, the slot conductor portion in one turn
Next, in the flattening step, as shown in FIG. 12, all of the remaining
次いで、捻り工程においては、図13に示すごとく、一方のターン構成部4Aにおける一方側巻終り端のスロット導体部41Bをその中心軸線回りに180°捻ることによって、一方側巻終り端のスロット導体部41Bと他方のターン構成部4Bにおける他方側巻終り端のスロット導体部41Dとを除く、残りのスロット導体部41同士を、それぞれが扁平する面方向を合わせて重ね合わせる。また、このとき、一方のターン構成部4Aにおけるコイルエンド導体部42と、他方のターン構成部4Bにおけるコイルエンド導体部42とは、スロット導体部41の一端側と他端側とのいずれにおいても、スロット導体部41が並ぶ方向に交互に配置される。
Next, in the twisting process, as shown in FIG. 13, the
捻り工程において、波巻中間体40の2つのターン構成部4A、Bを重ね合わせたとき、一方側巻終り端のスロット導体部41Bは、断面略丸形状の導体のままであり、その中心軸線回りに容易に捻ることができ、捻った後においても、断面略丸形状を維持することができる。
次いで、追加扁平工程においては、図4に示すごとく、断面略丸形状の一方側巻終り端のスロット導体部41Bを、波巻中間体40が扁平する面方向に合わせて扁平させる(他のスロット導体部41と同じ方向に扁平させる)。
次いで、被膜形成工程においては、波巻中間体40の表面の全体に、ワニス等からなる絶縁被膜を形成して、2つのターン構成部4A、Bを有する波巻コイル4を形成する。なお、このとき、波巻コイル4同士を接合するための接合部43の一部には、絶縁被膜を形成しないようにすることができる。
In the twisting process, when the two
Next, in the additional flattening step, as shown in FIG. 4, the
Next, in the coating forming step, an insulating coating made of varnish or the like is formed on the entire surface of the wave winding intermediate 40 to form the
このように、波巻工程における波巻加工、捻り工程における捻り加工、扁平工程及び追加扁平工程における扁平加工の各加工が終わった後に、絶縁被膜を形成して波巻コイル4を形成することにより、波巻コイル4の表面において絶縁被膜の剥離等が生じることを防止することができる。また、上記各工程を行うことにより、2つのターン構成部4A、Bが重なり合った波巻コイル4を容易に形成することができる。
In this way, after each processing of the wave winding process in the wave winding process, the twisting process in the twisting process, the flattening process, and the flattening process in the additional flattening process is finished, the insulating film is formed and the
その後、ステータ形成工程においては、図4〜図6に示すごとく、一方のターン構成部4Aにおける一方側巻終り端のスロット導体部41Bと、他方のターン構成部4Bにおける他方側巻終り端のスロット導体部41Dとが同じスロット21内に配置される状態で、波巻コイル4を複数のスロット21内に配置する。また、波巻コイル4は、一方のターン構成部4Aが他方のターン構成部4Bの外周側に位置する状態で複数のスロット21内に配置する。そして、一方のターン構成部4Aと他方のターン構成部4Bとに生じる内外周差に応じて、一方のターン構成部4Aと他方のターン構成部4Bとを複数のスロット21内に配置することができる。
Thereafter, in the stator forming step, as shown in FIGS. 4 to 6, the
また、本例のステータ形成工程においては、図14に示すごとく、ステータコア2として、ステータコア2の周方向Cにおいてスロット21の数に対応する数(本例では24個)に分割した複数のコア形成ブロック20を用いる。このコア形成ブロック20は、スロット21同士の間のティース22を有する形状に形成してあり、互いに接合したコア形成ブロック20同士の間にスロット21が形成されるようになっている。
また、同図に示すごとく、本例においては、ステータコア2の外部において、各相の波巻コイル4U、V、Wを接合して円環形状の各相のコイル3U、V、Wを形成すると共に、各相のコイル3U、V、Wを径方向Rに重ねて円環形状のコイル組付体30を形成する。
Further, in the stator forming process of this example, as shown in FIG. 14, as the
Further, as shown in the figure, in this example, the wave coils 4U, V, W of the respective phases are joined outside the
より具体的には、コイル組付体30を形成するに当たっては、図5、図10に示すごとく、各相において、いずれかの波巻コイル4を、ステータコア2の周方向Cに沿った円形状に変形させ、いずれかの波巻コイル4における他方側巻終り端のスロット導体部41の先端部に形成された接合部43と、他の波巻コイル4における一方側巻始め端のスロット導体部41の先端部に形成された接合部43とを、渡り導体5を介して溶接等を行って接合する。そして、本例においては、図10に示すごとく、5つの波巻コイル4同士が接合され、10ターン分の導体を構成する各相のコイル3U、V、Wが形成される。ここで、図10は、各相のコイル3U、V、Wを構成する複数の波巻コイル4を模式的に示す図である。
More specifically, when forming the
また、10ターンのコイル導体(10個のターン構成部)からなる各相のコイル3U、V、Wの中間部分に位置する接合部43は、渡り導体5によって接合され、3相のコイル3U、V、Wのスター結線を行うため、各相のコイル3U、V、Wの両端に位置する接合部43は、一方が中性点として3相の接合部43を束ねて接合され、他方が引出線として使用される。
Further, a joint 43 located in the middle part of each
そして、図14、図15に示すごとく、3相のコイル3U、V、Wを円形状に形成したコイル組付体30におけるスロット導体部41同士及びコイルエンド導体部42同士の間に形成された貫通穴49内へ、径方向Rの外方からコア形成ブロック20のティース22を挿入して、各コア形成ブロック20同士を接合することにより、3相のコイル3U、V、Wを備えたモータ用ステータ1を形成することができる。なお、複数のコア形成ブロック20を接合した後には、この接合を行ったコア形成ブロック20の全体をリング部材23内に嵌め込んで一体化することができる(図1参照)。
As shown in FIGS. 14 and 15, the three-
本例のモータ用ステータ1においては、断面扁平形状の連続する1本の導体を波形状に成形した波巻コイル4によって、ステータコア2の径方向Rに重なる2つのターン構成部4A、Bを形成している。これにより、各相のコイル3U、V、Wにおいては、1つの波巻コイル4によって、ステータコア2の周方向Cにおいて2周分のスロット導体部41及びコイルエンド導体部42を形成することができ、各相のスロット21U、V、W内に配置する2段分のスロット導体部41を形成することができる。
In the
そして、この波巻コイル4を複数接合することによって各相のコイル3U、V、Wを形成している。そのため、波巻コイル4を複数接合することによって各相のコイル3U、V、Wを形成したときには、従来の1つのターン構成部からなる波巻コイルを用いて各相のコイル3U、V、Wを形成する場合に比べて、波巻コイル4同士の接合箇所を少なくすることができ、この接合作業を軽減させることができる。
例えば、ステータにおいて10ターンのコイル導体を形成する場合においては、従来の1つのターン構成部からなる波巻コイルを用いるときには、9箇所において渡り導体5によって接合する必要があるのに対し、図10に示すごとく、本例の2つのターン構成部4A、Bからなる波巻コイル4を用いるときには、4箇所において渡り導体5によって接合するだけでよくなる。
A plurality of
For example, in the case of forming a 10-turn coil conductor in the stator, when using a conventional wave-wound coil composed of one turn component, it is necessary to join with 9 crossover conductors in FIG. As shown in FIG. 5, when the
また、各相のスロット21U、V、W内には、断面扁平形状の導体(周方向Cにおける幅寸法よりも径方向Rにおける厚み寸法が小さい導体)からなるスロット導体部41を、ステータコア2の径方向Rに複数段に重ねて配置している。また、一方のターン構成部4Aにおけるスロット導体部41の数(一方側巻始め端から一方側巻終り端までの数、本例では8つ)と、他方のターン構成部4Bにおけるスロット導体部41の数(他方側巻始め端から他方側巻終り端までの数、本例では8つ)とが同じである。また、他方側巻始め端のスロット導体部41Cは、一方側巻終り端のスロット導体部41Bの1つ隣りのスロット導体部41と同じスロット21内に配置し、他方側巻終り端のスロット導体部41Dは、一方側巻終り端のスロット導体部41Bと同じスロット21内に配置している。
Further, in the
これにより、各相のスロット21U、V、W内に1つの波巻コイル4を配置することによって、一方のターン構成部4Aにおけるスロット導体部41と、他方のターン構成部4Bにおけるスロット導体部41とによって、すべてのスロット21内に、平等に2段分のスロット導体部41をステータコア2の径方向Rに重ねて配置することができる。
そのため、波巻コイル4を複数接合することによって各相のコイル3U、V、Wを形成したときには、各相のスロット21U、V、W内における複数段のスロット導体部41の占積率の向上させることができる。
Thus, by disposing one
Therefore, when the
また、上記一方側巻終り端のスロット導体部41Bからステータコア2の周方向Cにおける逆方向に折り返して、他方のターン構成部4Bを形成していることにより、一方のターン構成部4Aにおけるコイルエンド導体部42と、他方のターン構成部4Bにおけるコイルエンド導体部42とは、ステータコア2の軸方向Lの両側において、いずれもステータコア2の周方向Cに交互に配置されている。すなわち、各ターン構成部4A、Bにおけるコイルエンド導体部42は、互いに隣接するスロット導体部41の軸方向Lの両側においてコイルエンド導体部42を形成していない側のスペースと対向させて配置することができる。
In addition, by turning back from the
これにより、1つの波巻コイル4におけるコイルエンド導体部42によって、ステータコア2の軸方向Lの一端側と軸方向Lの他端側とに突出形成されたコイルエンド部31においては、無駄なスペースを空けることなく、ステータコア2の周方向Cに平等にコイルエンド導体部42を配置することができる(図7参照)。そのため、そのため、波巻コイル4を複数接合することによって各相のコイル3U、V、Wを形成したときには、ステータコア2の軸方向Lの両側におけるコイルエンド部31を小型化することができる。
As a result, in the coil end portion 31 formed to protrude from the one end side in the axial direction L and the other end side in the axial direction L of the
それ故、本例のモータ用ステータ1及びその製造方法によれば、波巻コイル4同士の接合作業を軽減させることができ、スロット21内における導体の占積率の向上及びコイルエンド部31の小型化を図ることができる。
Therefore, according to the
なお、図示は省略するが、上記ステータ形成工程においては、波巻コイル4を複数のスロット21内に順次配置し、各相の波巻コイル4U、V、W同士を接合することもできる。この場合には、波巻コイル4における各スロット導体部41を各スロット21内に配置するときに工夫をすることにより、分割されていないステータコア2に対して波巻コイル4を組み付けることができる。また、この場合には、スロット21の形状は、ステータコア2の周方向Cにおける幅が略均一な形状にすることにより、スロット21内へのスロット導体部41の挿入配置を容易にすることができる。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, in the said stator formation process, the
1 モータ用ステータ
2 ステータコア
20 コア形成ブロック
21 スロット
22 ティース
3 コイル
31 コイルエンド部
30 コイル組付体
4 波巻コイル
40 波巻中間体
4A 一方のターン構成部
4B 他方のターン構成部
41 スロット導体部
41A 一方側巻始め端のスロット導体部
41B 一方側巻終り端のスロット導体部
41C 他方側巻始め端のスロット導体部
41D 他方側巻終り端のスロット導体部
42 コイルエンド導体部
C 周方向
R 径方向
DESCRIPTION OF
Claims (9)
上記コイルは、上記スロット内に配置するスロット導体部同士を、上記ステータコアの軸方向一端側と軸方向他端側とにおいて、上記スロットの外部に突出配置するコイルエンド導体部によって交互に繋いでなる波巻コイルを用いて構成してあり、
上記スロット内には、上記スロット導体部が上記ステータコアの径方向に複数段に重ねて配置してあり、
上記ステータコアにおける各相の上記スロットの数に対応する数の上記スロット導体部と該スロット導体部同士を繋ぐ上記コイルエンド導体部とを1つのターン構成部としたとき、上記波巻コイルは、断面扁平形状の連続する1本の導体によって、該導体が扁平する面方向を合わせて上記ステータコアの径方向に重ねた2つの上記ターン構成部を形成しており、
該2つのターン構成部は、上記ステータコアの周方向の一方回りに、一方側巻始め端のスロット導体部から一方側巻終り端のスロット導体部までを順次上記スロット内に配置してなる一方のターン構成部と、
上記一方側巻終り端のスロット導体部から折り返し、上記ステータコアの周方向の他方回りに、他方側巻始め端のスロット導体部から他方側巻終り端のスロット導体部までを順次上記スロット内に配置すると共に、上記他方側巻終り端のスロット導体部を、上記一方側巻終り端のスロット導体部と同じスロット内に配置してなる他方のターン構成部とからなり、
上記一方のターン構成部における上記コイルエンド導体部と、上記他方のターン構成部における上記コイルエンド導体部とは、上記ステータコアの軸方向両側において、いずれも上記ステータコアの周方向に交互に配置してあり、
上記2つのターン構成部からなる上記波巻コイルを複数接合して、各相の上記コイルを形成してなることを特徴とするモータ用ステータ。 In a stator for a motor having a stator core having a plurality of slots, and a plurality of coils arranged in a distributed winding state with a predetermined number of slots in the plurality of slots,
The coil is formed by alternately connecting the slot conductor portions arranged in the slot by coil end conductor portions arranged to protrude outside the slot at one axial end side and the other axial end side of the stator core. It is configured using wave winding coils,
In the slot, the slot conductor portion is arranged in multiple stages in the radial direction of the stator core,
When the number of the slot conductor portions corresponding to the number of the slots of each phase in the stator core and the coil end conductor portion connecting the slot conductor portions are one turn constituting portion, the wave coil is The two continuous turn components are formed by a single flat conductor that is aligned in the radial direction of the stator core with the flat surface direction of the conductor flattened.
The two turn components are formed by sequentially arranging one slot in the circumferential direction of the stator core from the slot conductor at the first winding end to the slot conductor at the first winding end in the slot. A turn component,
Folded from the slot conductor at the end of the one-side winding, and arranged in the slot sequentially from the slot conductor at the start of the other side to the slot conductor at the end of the other-side winding around the other circumferential direction of the stator core. And the other turn constituent part formed by arranging the slot conductor part at the end of the other side winding in the same slot as the slot conductor part at the end of the one side winding,
The coil end conductor part in the one turn constituent part and the coil end conductor part in the other turn constituent part are alternately arranged in the circumferential direction of the stator core on both sides in the axial direction of the stator core. Yes,
A stator for a motor, wherein a plurality of the wave winding coils composed of the two turn components are joined to form the coil of each phase.
3相の上記波巻コイルは、上記ステータコアの径方向に1つ毎又は所定数毎に交互に重ねて配置してあることを特徴とするモータ用ステータ。 In claim 1 or 2, in the plurality of slots, three-phase coils of U phase, V phase, and W phase formed by joining a plurality of the wave winding coils are arranged, respectively.
The stator for motors, wherein the three-phase wave winding coils are alternately stacked one by one or every predetermined number in the radial direction of the stator core.
上記ステータコアは、その周方向において、上記スロット同士の間のティースを有する形状で上記スロットの数に対応する数に分割したコア形成ブロックを接合してなり、
上記複数のスロットは、上記ステータコアの径方向外方に向かうに連れて周方向の幅が大きくなる形状に形成してあり、
上記スロット内に配置した複数段の上記スロット導体部は、径方向外方に位置するスロット導体部ほど周方向の幅が大きくなっていることを特徴とするモータ用ステータ。 In any one of Claims 1-3, while the said wave winding coil has the same cross-sectional area in the full length, the cross-sectional area of the said wave winding coils is also the same,
The stator core is formed by joining core forming blocks divided into a number corresponding to the number of the slots in a shape having teeth between the slots in the circumferential direction,
The plurality of slots are formed in a shape in which the width in the circumferential direction increases toward the outside in the radial direction of the stator core,
The stator for a motor, wherein the plurality of stages of slot conductor portions arranged in the slot have a circumferential width that is larger toward a slot conductor portion located radially outward.
断面略丸形状の導体から、互いに平行な複数のスロット導体部と、該スロット導体部を一端側と他端側とにおいて交互に繋ぐ複数のコイルエンド導体部とを有する波巻中間体を成形すると共に、上記ステータコアにおける各相の上記スロットの数に対応する数の上記スロット導体部と該スロット導体部同士を繋ぐ上記コイルエンド導体部とを1つのターン構成部としたとき、該ターン構成部を2つ連続して構成する長さに上記波巻中間体を形成する波巻工程と、
一方の上記ターン構成部における一方側巻終り端のスロット導体部を除き、上記波巻中間体における残りのすべてのスロット導体部と、すべての上記コイルエンド導体部とを、上記波巻中間体の波形状を形成する平面に平行な方向に扁平させる扁平工程と、
上記一方側巻終り端のスロット導体部をその中心軸線回りに180°捻ることによって、該一方側巻終り端のスロット導体部と他方の上記ターン構成部における他方側巻終り端のスロット導体部とを除く残りの上記スロット導体部同士を、扁平する面方向を合わせて重ね合わせると共に、一方の上記ターン構成部における上記コイルエンド導体部と、他方の上記ターン構成部における上記コイルエンド導体部とを、上記スロット導体部の一端側と他端側とのいずれにおいても、上記スロット導体部が並ぶ方向に交互に配置する捻り工程と、
上記一方側巻終り端のスロット導体部を、上記波巻中間体が扁平する面方向に合わせて扁平させる追加扁平工程と、
上記波巻中間体の表面に絶縁被膜を形成して、上記2つのターン構成部を有する波巻コイルを形成する被膜形成工程と、
一方の上記ターン構成部における上記一方側巻終り端のスロット導体部と、他方の上記ターン構成部における他方側巻終り端のスロット導体部とが同じ上記スロット内に配置される状態で、上記波巻コイルを上記複数のスロット内に配置し、各相の上記波巻コイル同士を接合して、ステータを形成するステータ形成工程とを含むことを特徴とするモータ用ステータの製造方法。 In a method of manufacturing a stator for a motor having a stator core having a plurality of slots and a plurality of coils arranged in a distributed winding state with a predetermined number of slots in the plurality of slots,
A wave winding intermediate having a plurality of slot conductor portions parallel to each other and a plurality of coil end conductor portions that alternately connect the slot conductor portions at one end side and the other end side is formed from a conductor having a substantially round cross section. In addition, when the number of the slot conductor portions corresponding to the number of slots of each phase in the stator core and the coil end conductor portion connecting the slot conductor portions are one turn constituting portion, the turn constituting portion is A wave winding step of forming the wave winding intermediate in a length constituted by two consecutively;
Except for the slot conductor portion at the end of one side winding in one of the turn components, all the remaining slot conductor portions in the wave winding intermediate body and all the coil end conductor portions are connected to the wave winding intermediate body. A flattening step of flattening in a direction parallel to the plane forming the wave shape;
By twisting the slot conductor portion at the one end of the one side winding by 180 ° around the central axis, the slot conductor portion at the one end of the one side winding and the slot conductor portion at the other end of the other side in the turn component The remaining slot conductor portions excluding are overlapped with the flat surface direction aligned, and the coil end conductor portion in one of the turn constituent portions and the coil end conductor portion in the other turn constituent portion are overlapped. A twisting step of alternately arranging the slot conductor portions in the direction in which the slot conductor portions are arranged at either one end side or the other end side of the slot conductor portion;
An additional flattening step of flattening the slot conductor portion at the end of the one-side winding in accordance with the surface direction in which the corrugated intermediate body is flattened;
A film forming step of forming an insulating film on the surface of the wave winding intermediate to form a wave winding coil having the two turn components;
The wave conductor in a state where the slot conductor portion at the end of one side winding in one of the turn components and the slot conductor portion at the end of other winding in the other turn component are disposed in the same slot. And a stator forming step of forming a stator by arranging a wound coil in the plurality of slots and joining the wave winding coils of each phase to each other.
上記ステータ形成工程においては、上記一方のターン構成部が上記他方のターン構成部の外周側に位置する状態で上記波巻コイルを上記複数のスロット内に配置することを特徴とするモータ用ステータの製造方法。 6. The wave winding step according to claim 5, wherein the interval between the slot conductor portions in the one turn constituent portion is formed larger than the interval between the slot conductor portions in the other turn constituent portion. And
In the stator forming step, the wave winding coil is disposed in the plurality of slots in a state where the one turn component is located on the outer peripheral side of the other turn component. Production method.
各相の上記波巻コイルを接合して円環形状の各相のコイルを形成すると共に、該各相のコイルを径方向に重ねて円環形状のコイル組付体を形成し、該コイル組付体における上記スロット導体部同士及び上記コイルエンド導体部同士の間に形成された貫通穴内へ、径方向外方から上記ティースを挿入して、上記コア形成ブロック同士を接合することにより、上記ステータを形成することを特徴とするモータ用ステータの製造方法。 7. The stator forming step according to claim 5, wherein a plurality of core forming blocks divided into a number corresponding to the number of the slots in the circumferential direction of the stator core are used as the stator core. Formed into a shape with teeth between slots,
The above-described wave winding coils of each phase are joined to form an annular coil of each phase, and the coils of each phase are overlapped in the radial direction to form an annular coil assembly. By inserting the teeth from outside in the radial direction into the through holes formed between the slot conductor portions and the coil end conductor portions in the appendage, and joining the core forming blocks together, the stator Forming a stator for a motor.
上記ステータ形成工程においては、上記3相の波巻コイルを、上記ステータコアの径方向に1つ毎又は所定数毎に交互に重ねて配置することを特徴とするモータ用ステータの製造方法。 In any one of Claims 5-8, after the said wave winding process, the said flat process, the said twist process, the said additional flat process, and the said film formation process, the wave of three phases of U phase, V phase, and W phase Forming a wound coil,
In the stator forming step, the three-phase wave winding coils are alternately arranged one by one or every predetermined number in the radial direction of the stator core.
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