JP2010246208A - 回転電機の固定子及び回転電機 - Google Patents

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Abstract

【課題】コイルエンド部の同相コイル側の端部がコイルエンド部の所定の位置よりも内周側又は外周側に飛び出てしまうことを防止することができる回転電機の固定子及び回転電機を提供する。
【解決手段】回転電機を構成する固定子2の固定子鉄心4に形成されたスロット6に、同心巻きされた3相のコイル5(U相コイル11、V相コイル12、W相コイル13)のコイルサイド部11A1,12A1,13A1を収納し、固定子鉄心4の端面4Aから突出するコイルエンド部11A2,12A2,13A2を緊縛糸15で縛る。緊縛糸15を、隣合う同相のコイルサイド部11A1,12A1,13A1に対応するティース7に隣接するティース7と、コイルエンド部11A2,12A2,13A2とのなす空間部16,17,18に挿通して縛る。
【選択図】図1

Description

本発明は、固定子鉄心の端面から突出するコイルエンド部が緊縛糸により縛られた回転電機の固定子及び回転電機に関する。
一般に、回転電機において、固定子鉄心のスロットにコイルが巻回されている固定子は、固定子鉄心の軸方向の端面から突出するコイルエンド部がばらつかないように緊縛糸(レーシング紐)により縛られている(例えば、特許文献1参照)。
図6に、従来構成の内転型の回転電機の固定子100を内周側から見た部分拡大図を示す。固定子100は、固定子鉄心101とコイル102とを有している。固定子鉄心101の内周側には、多数のスロット103が形成され、スロット103の相互間にティース104が形成されている。
コイル102は、U相コイル105、V相コイル106及びW相コイル107からなる3相コイルである。コイル102のうち、U相コイル105が固定子鉄心101の最外周側(図6で奥側)に位置し、W相コイル107が固定子鉄心101の最内周側(図6で手前側)に位置している。V相コイル106は、U相コイル105から2スロットずれたスロット103に配置されている。又、W相コイル107は、U相コイル105から4スロットずれ、且つV相コイル106から2スロットずれたスロット103に配置されている。
U相コイル105は、複数個の単位U相コイル105Aで構成されている。単位U相コイル105Aは、スロット103に収納される1対のコイルサイド部105A1,105A1と、コイルサイド部105A1,105A1がスロット103に収納されたときに固定子鉄心101の軸方向の端面101Aから突出する1対のコイルエンド部105A2,105A2(図6では一方のコイルエンド部105A2を図示)とを有している。又、一の単位U相コイル105Aのコイルサイド部105A1が収納されたスロット103に隣接するスロット103には、固定子鉄心101の周方向に隣合う同相の単位U相コイル105Aのコイルサイド部105A1が収納されている。
V相コイル106及びW相コイル107も、U相コイル105と同様の構成である。詳しい説明は省略するが、V相コイル106は、複数個の単位V相コイル106Aで構成され、この単位V相コイル106Aは、1対のコイルサイド部106A1,106A1と、1対のコイルエンド部106A2,106A2(図6では一方のコイルエンド部106A2を図示)とを有している。又、W相コイル107も、複数個の単位W相コイル107Aで構成され、この単位W相コイル107Aは、1対のコイルサイド部107A1,107A1と、1対のコイルエンド部107A2,107A2(図6では一方のコイルエンド部107A2を図示)とを有している。
これらのコイルエンド部105A2,106A2,107A2は、ばらつかないように緊縛糸108で縛られている。
特許文献1のコイルエンド部の縛り方においては、緊縛糸108が、固定子鉄心101の端面101A(ティース104)及びコイルエンド部105A2,106A2,107A2のなす空間部109を通って、コイルエンド部105A2,106A2,107A2の上面(固定子鉄心101のから離れる方向側の面)及び下面を、交互につなぐようにしてコイルエンド部105A2,106A2,107A2を縛っている。
特開2008−295162号公報
特許文献1のコイルエンド部の縛り方は、緊縛糸108がティース104とコイルエンド部105A2,106A2,107A2とのなす空間部109に挿通されるので、緊縛糸108は同相のコイルエンド部間にも挿通される。例えばW相コイル107のコイルエンド部107A2と、固定子鉄心101の周方向に隣合う同相のコイルエンド部107A2との間に緊縛糸108が挿通される。この場合、このコイルエンド部間107A2,107A2間に位置する緊縛糸108の部位は、W相のコイルエンド部107A2を縛らずにU相のコイルエンド部105A1とV相のコイルエンド部106A1とを縛っている。
しかしながら、W相コイル107のコイルエンド部107A2と固定子鉄心101の周方向に隣合う同相のコイルエンド部107A2との間に挿通される構成で、緊縛糸108を引っ張って縛ると、緊縛糸108が所定の位置からずれてコイルエンド部107A2の同相コイル側の端部から外れてしまうことがある。この場合、緊縛糸108は、V相のコイルエンド部106A2とW相のコイルエンド部107A2との間に挟まってしまい、コイルエンド部107A2の同相コイル側の端部の固定が不十分となってしまう。その結果、固定が不十分となったコイルエンド部107A2の同相コイル側の端部が、コイルエンド部107A2の所定の位置よりも内周側に飛び出してしまい、固定子鉄心101の内周側に設けられる回転子(図示せず)に接触してしまうことがある。
又、固定子鉄心101の最外周側に位置するU相コイル105のコイルエンド部105A2と隣合う同相のコイルエンド部105A2との間に挿通された緊縛糸108を引っ張って縛ると、緊縛糸108が所定の位置からずれてコイルエンド部105A2の同相コイル側の端部から外れてしまうことがある。この場合、緊縛糸108は、U相のコイルエンド部105A2とV相のコイルエンド部106A2との間に挟まってしまい、コイルエンド部105A2の同相コイル側の端部の固定が不十分となってしまう。その結果、固定が不十分となったコイルエンド部105A2の同相コイル側の端部が、コイルエンド部105A2の所定の位置よりも外周側に飛び出してしまい、コイルエンド部105A2とこのコイルエンド部105A2の外周側に設けられるハウジング(図示せず)との絶縁距離が確保できなくなったり、コイルエンド部105A2がハウジングに接触してしまったりすることがある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コイルエンド部の同相コイル側の端部がコイルエンド部の所定の位置よりも内周側又は外周側に飛び出てしまうことを防止することができる回転電機の固定子及び回転電機を提供することである。
本発明の回転電機の固定子は、相互間にティースを有するように多数のスロットが形成された固定子鉄心と、この固定子鉄心に複数スロット分離間した2つのスロットにコイルサイド部が収納されて同心巻きされた複数相のコイルと、これらのコイルのコイルエンド部を縛る緊縛糸とを具備し、前記緊縛糸は、隣合う同相のコイルのコイルサイド部に対応するティースに隣接するティースとコイルエンド部とのなす空間部に挿通されていることを特徴としている(請求項1の発明)。
本発明の回転電機は、請求項1から3のいずれかに記載の固定子と、前記固定子の内周側に位置する回転子鉄心を有する回転子とを具備していることを特徴としている(請求項4の発明)。
本発明によれば、複数相のコイルのコイルエンド部を縛る緊縛糸が、隣合う同相のコイルのコイルサイド部に対応するティースに隣接するティースとコイルエンド部とのなす空間部に挿通されているので、空間部に挿通された緊縛糸は、コイルエンド部の周方向の端部の側面を通り、緊縛糸がコイルエンド部間に挟まらなくなる。これにより、緊縛糸はコイルエンド部の同相コイル側の端部に十分に掛かり、この端部は他の相のコイルのコイルエンド部と共に縛られて保持される。その結果、固定子鉄心の内周側及び外周側に位置するコイルエンド部の同相コイル側の端部が、コイルエンド部の所定の位置よりも内周側及び外周側に飛び出てしまうことを防止することができる。
本発明の第1の実施形態を示す回転電機の固定子を内周側から見た部分拡大図 コイルを緊縛糸で縛る前の回転電機の全体構成を概略的に示す側面図 ティースとコイルと緊縛糸との位置関係を示す図 本発明の第2の実施形態を示す図1相当図 本発明の第3の実施形態を示す図1相当図 従来構成を示す図1相当図
以下、本発明の第1の実施形態を、図1から図3を参照して説明する。
図2に、本実施形態に係る回転電機1の概略構成を示す。本実施形態の回転電機1は、内転型の永久磁石同期電動機であり、固定子2と回転子3とを具備している。
固定子2は、固定子鉄心4と、コイル5とを具備している。
固定子鉄心4は、円環形状をなし、複数枚の円環状の鋼板を積層して一体的に結着して形成されている。この固定子鉄心4は、内周側に多数、この場合48箇所のスロット6が形成され、スロット6の相互間にティース7を有している。
コイル5は、複数相、例えばU相コイル11、V相コイル12、W相コイル13とからなる3相コイルであり、固定子鉄心4のスロット6に収納されている。この場合、U相コイル11は固定子鉄心4の最外周側に配置され、W相コイル13は固定子鉄心4の最内周側に配置されている。
U相コイル11は、回転子鉄心4を周方向に等分、この場合8等分した8個の単位U相コイル11Aで構成されている。単位U相コイル11Aは、同心巻きされた構成である。この単位U相コイル11Aは、図1及び図3に示すように、1対のコイルサイド部11A1,11A1と、1対のコイルエンド部11A2,11A2(図1では一方のコイルエンド部11A2を図示)とから構成されている。1対のコイルサイド部11A1,11A1は、単位U相コイル11Aのうち固定子鉄心4の複数スロット分、この場合5スロット分離間した2箇所のスロット6,6内に収納される部位である。1対のコイルエンド部11A2,11Aは、単位U相コイル11Aのうちコイルサイド部11A1がスロット6に収納されたときに固定子鉄心4の軸方向の端面4Aから突出する部位である。
この構成により、U相コイル11のコイルエンド部11A2(以下、U相のコイルエンド部11A2と称する)は、5個のティース7をまたぐようにして設けられる。又、固定子鉄心4の軸方向の端面4A(ティース7)と、U相のコイルエンド部11A2との間には、後述する空間部が形成される。
一の単位U相コイル11Aのコイルサイド部11A1が収納されているスロット6を基準として固定子鉄心4の周方向に隣合うスロット6には、固定子鉄心4の周方向に隣合う単位U相コイル11Aのコイルサイド部11A1,11A1のうち一方のコイルサイド部11A1が収納されている。
V相コイル12及びW相コイル13も、U相コイル11と同じ構成である。
即ち、V相コイル12は、固定子鉄心4を周方向に等分、この場合8等分した8個の単位V相コイル12Aで構成され、単位V相コイル12Aは同心巻きされた構成である。この単位V相コイル12Aは、1対のコイルサイド部12A1,12A1と、1対のコイルエンド部12A2,12A2(図1では一方のコイルエンド部12A2を図示)とから構成されている。1対のコイルサイド部12A1,12A1は、単位V相コイル12Aのうち固定子鉄心4の複数スロット分、この場合5スロット分離間した2箇所のスロット6,6内に収納される部位である。1対のコイルエンド部12A2,12A2は、単位V相コイル12Aのうちコイルサイド部12A1がスロット6に収納されたときに固定子鉄心4の軸方向の端面4Aから突出する部位である。
この構成により、V相コイル12のコイルエンド部12A2(以下、V相のコイルエンド部12A2と称する)は、5個のティース7をまたぐようにして設けられ、固定子鉄心4の軸方向の端面4A(ティース7)と、V相のコイルエンド部11A2との間に後述する空間部が形成される。
一の単位V相コイル12Aのコイルサイド部12A1が収納されているスロット6を基準として固定子鉄心4の周方向に隣合うスロット6には、固定子鉄心4の周方向に隣合う単位V相コイル12Aのコイルサイド部12A1,12A1のうち一方のコイルサイド部12A1が収納されている。又、V相コイル12のコイルサイド部12A1は、U相コイル11のコイルサイド部12A1が収納されたスロット6から反時計回りに2スロットずれたスロット6に収納されている。
W相コイル13も、固定子鉄心4を周方向に等分、この場合8等分した8個の単位W相コイル13Aで構成され、単位W相コイル13Aは同心巻きされた構成である。この単位W相コイル13Aは、1対のコイルサイド部13A1,13A1と、1対のコイルエンド部13A2,13A2(図1では一方のコイルエンド部13A2を図示)とから構成されている。1対のコイルサイド部13A1,13A1は、単位W相コイル13Aのうち固定子鉄心4の複数スロット分、この場合5スロット分離間した2箇所のスロット6,6内に収納される部位である。1対のコイルエンド部13A2,13A2は、単位W相コイル13Aのうちコイルサイド部13A1がスロット6に収納されたときに固定子鉄心4の軸方向の端面4Aから突出する部位である。
この構成により、W相コイル13のコイルエンド部13A2(以下、W相のコイルエンド部13A2と称する)は、5個のティース7をまたぐようにして設けられる。そして、固定子鉄心4の軸方向の端面4A(ティース7)と、W相のコイルエンド部13A2との間に後述する空間部が形成される。
一の単位W相コイル13Aのコイルサイド部13A1が収納されているスロット6を基準として固定子鉄心4の周方向に隣合うスロット6には、固定子鉄心4の周方向に隣合う単位W相コイル13Aのコイルサイド部13A1,13A1のうち一方のコイルサイド部13A1が収納されている。又、W相コイル13のコイルサイド部13A1は、U相コイル11のコイルサイド部11A1が収納されたスロット6から反時計回りに4スロットずれたスロット6で、且つV相コイル12のコイルサイド部12A1が収納されたスロット6から反時計回りに2スロットずれたスロット6に収納されている。
次に、U相コイル11、V相コイル12、W相コイル13の配置を具体的に説明する。
尚、説明の便宜上、図2に示す48箇所のスロット6に、時計回りに1から48までの番号を付して、各スロット6を、スロット601、スロット602・・・スロット648とする。又、図1及び図3に記載のスロット6にも、図2のスロット6に対応する番号を付して説明する。
まず、U相コイル11の配置について説明する。U相コイル11の一の単位U相コイル11Aの1対のコイルサイド部11A1,11A1のうち一方のコイルサイド部11A1がスロット605に収納される場合、他方のコイルサイド部11A1は、スロット610に収納される。この一の単位U相コイル11Aに固定子鉄心4の周方向に隣合う単位U相コイル11Aのコイルサイド部11A1,11A1は、スロット611及びスロット616に収納される。このような順で、残りの単位U相コイル11Aがスロット6に収納され、8個目の単位U相コイル11Aのコイルサイド部11A1,11A1は、スロット647及びスロット604に収納される。
次に、V相コイル12の配置について説明する。V相コイル12の一の単位V相コイル12Aの1対のコイルサイド部12A1,12A1のうち一方のコイルサイド部12A1がスロット603に収納される場合、他方のコイルサイド部12A1は、スロット608に収納される。この一の単位V相コイル12Aに固定子鉄心4の周方向に隣合う単位V相コイル12Aのコイルサイド部12A1,12A1は、スロット609及びスロット614に収納される。このような順で、残りの単位V相コイル12Aがスロット6に収納され、8個目の単位V相コイル12Aのコイルサイド部12A1,12A1は、スロット645及びスロット602に収納される。
次に、W相コイル13の配置について説明する。W相コイル13の一の単位W相コイル13Aの1対のコイルサイド部13A1,13A1のうち一方のコイルサイド部13A1がスロット601に収納される場合、他方のコイルサイド部13A1は、スロット606に収納される。この一の単位W相コイル13Aに固定子鉄心4の周方向に隣合う単位W相コイル13Aのコイルサイド部13A1,13A1は、スロット607及びスロット612に収納される。このような順で、残りの単位W相コイル13Aがスロット6に収納され、8個目の単位W相コイル13Aのコイルサイド部13A1,13A1は、スロット643及びスロット648に収納される。
各スロット6の内周面には、図1に示すように固定子鉄心4とコイル5とを絶縁状態にするスロット絶縁紙8が配置されている。又、図示はしないが、U相コイル11とV相コイル12の間及びV相コイル12とW相コイル13との異相間には、異相間を絶縁する異相間絶縁紙が配置されている。
次に、コイルエンド部11A2,12A2,13A2について、図1及び図3を参照して説明する。
固定子鉄心4の端面4Aから突出するコイルエンド部11A2,12A2,13A2は、ばらつかないように絶縁材料のレーシング紐、いわゆる緊縛糸15で縛られている。
本実施形態の緊縛糸15は、固定子鉄心4の内周側から見える側面に位置する緊縛糸15Aと、固定子鉄心4の外周側から見える側面に位置する緊縛糸15Bとの2本で構成されている(図3参照)。尚、1本の緊縛糸15を折り返して緊縛糸15A,15Bを構成しても良い。
緊縛糸15Aは、W相のコイルエンド部13A2の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面(固定子鉄心4の内周側に位置する側面)と、各コイルエンド部11A2,12A2,13A2の上面及び下面を通るように設けられている。他方の緊縛糸15Bは、U相のコイルエンド部11A2の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面(固定子鉄心4の外周側に位置する側面)と、各コイルエンド部11A2,12A2,13A2の上面及び下面を通るように設けられている。
このとき、図1に示すように、固定子鉄心4の端面4Aから最も離れた位置にある緊縛糸15の位置をP点とし、固定子鉄心4の端面4Aに最も近い位置にある緊縛糸15の位置をQ点とする。この場合、緊縛糸15Aは、固定子鉄心4の内周側から見たとき、P点とQ点とを交互につなぐように延びている。又、緊縛糸15Bも、固定子鉄心4の外周側から見たとき、P点とQ点とを交互につなぐように延びている。このP点及びQ点で、緊縛糸15A及び緊縛糸15Bは引っ掛かっている。
次に、P点とQ点について、具体的に説明する。
P点は、U相の一のコイルエンド部11A2と固定子鉄心4の周方向に隣合う同相のコイルエンド部11A2との間に位置するティース7の上方(固定子鉄心4から離れる方向の延長上)であって、V相のコイルエンド部12A2及びW相のコイルエンド部13A2の上面に位置している。この位置にあるP点をP1として示す。
又、P点は、V相の一のコイルエンド部12A2と固定子鉄心4の周方向に隣合う同相のコイルエンド部12A2との間に位置するティース7の上方(固定子鉄心4から離れる方向の延長上)であって、U相のコイルエンド部11A2及びW相のコイルエンド部13A2の上面に位置している。この位置にあるP点をP2として示す。
更に、P点は、W相の一のコイルエンド部13A2と固定子鉄心4の周方向に隣合う同相のコイルエンド部13A2との間に位置するティース7の上方(固定子鉄心4から離れる方向の延長上)であって、U相のコイルエンド部11A2及びV相のコイルエンド部12A2の上面に位置している。この位置にあるP点をP3として示す。
即ち、P点(P1〜P3)は、隣合う同相のコイル5(U相コイル11,V相コイル12,W相コイル13)のコイルエンド部11A2,12A2,13A2との間に位置するティース7の上方(固定子鉄心4から離れる方向の延長上)であって、他の相のコイルエンド部11A2,12A2,13A2の上面に位置している。
Q点は、固定子鉄心4の周方向に隣合う同相でU相のコイルサイド部11A1,11A1間に位置するティース7に隣接するティース7と、このティース7に隣接するU相のコイルエンド部11A2とV相のコイルエンド部12A2とで囲われた空間部16内に位置し、この空間部16を形成するコイルエンド部11A2,12A2の下面に位置している。この位置にあるQ点をQ1として示す。
又、Q点は、固定子鉄心4の周方向に隣合う同相でV相のコイルサイド部12A1,12A1間に位置するティース7に隣接するティース7と、このティース7に隣接するV相のコイルエンド部12A2とW相のコイルエンド部13A2とで囲われた空間部17内に位置し、この空間部17を形成するコイルエンド部12A2,13A2の下面に位置している。この位置にあるQ点をQ2として示す。
更に、Q点は、固定子鉄心4の周方向に隣合う同相でW相のコイルサイド部13A1,13A1間に位置するティース7に隣接するティース7と、このティース7に隣接するU相のコイルエンド部11A2とW相のコイルエンド部13A2とで囲われた空間部18内に位置し、この空間部18を形成するコイルエンド部11A2,13A2の下面に位置している。この位置にあるQ点をQ3として示す。
即ち、Q点(Q1〜Q3)は、固定子鉄心4の周方向に隣合う同相のコイル5(U相コイル11,V相コイル12,W相コイル13)のコイルサイド部11A1,12A1,13A1に対応するティース7に隣接するティース7と、このティース7に隣接するコイルエンド部11A2,12A2,13A2とのなす空間部16,17,18内であって、この空間部16,17,18を形成するコイルエンド部11A2,12A2,13A2の下面に位置している。言い換えると、緊縛糸15は、この空間部16,17,18に挿通された構成となっている。
このように、P点をP1、P2、P3で表し、Q点をQ1、Q2、Q3で表した場合、緊縛糸15Aは、例えば反時計回り方向に縛られ、P1からW相コイル13の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面を接しながらQ1を通っている。そして、緊縛糸15Aは、Q1からW相コイル13の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面を接しながらP2を通っている。更に、緊縛糸15Aは、W相コイル13の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面を接しながらQ2、P3、Q3、P1、Q1・・・の順で、これらのP点及びQ点をつなぐように延びている。
このQ2とP3とQ3とをつなぐ構成、即ち、空間部17,18を挿通する緊縛糸15Aは、W相のコイルエンド部13A2の同相コイル側の端部の側面を通り、緊縛糸15AがV相のコイルエンド部12A2とW相のコイルエンド部13A2との間に挟まらなくなる。
尚、図示はしないが、緊縛糸15Bは、例えば反時計回り方向に縛られ、P1からU相コイル11の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面を接しながらQ1を通っている。そして、緊縛糸15Bは、Q1からU相コイル11の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面を接しながらP2を通っている。更に、緊縛糸15Bは、U相コイル11の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面を接しながらQ2、P3、Q3、P1、Q1・・・の順で、これらのP点及びQ点をつなぐように延びている。
このQ2とP3とQ3とをつなぐ構成、即ち、空間部16,18を挿通する緊縛糸15Bは、U相のコイルエンド部11A2の同相コイル側の端面の側面を通り、緊縛糸15BがU相のコイルエンド部11A2とV相のコイルエンド部12A2との間に挟まらなくなる。
又、図2に示すように、この構成の固定子1の内周側に設けられる回転子3は、固定子鉄心4の内周側に位置する回転子鉄心21と、回転子鉄心21の内部に設けられた回転軸22とを具備している。回転子鉄心21は、円環状の多数の珪素鋼板を積層して構成されている。回転子鉄心21の外周部には、外周に向かうに従って対向距離が順次大となる1対の磁石挿入孔部23,23が複数対、例えば8対、周方向に一定の間隔を存して形成されている。この場合、1対の磁石挿入孔部23,23は、外周側からみてハ字形になっている。これらの磁石挿入孔部23には、磁極形成用の永久磁石24が夫々挿入固定されている。
次に、コイルエンド部11A2,12A2,13A2を緊縛糸15で縛って構成される固定子2の作用及び効果について説明する。
まず、固定子鉄心4のスロット6に、スロット絶縁紙8、U相コイル11のコイルサイド部11A1、異相間絶縁紙(図示せず)、V相コイル12のコイルサイド部12A1、異相間絶縁紙(図示せず)、W相コイル13のコイルサイド部13A1を、この順に嵌込んでいく。
続いて、固定子鉄心4の端面4Aから突出するコイルエンド部11A2,12A2,13A2を緊縛糸15A,15Bで縛っていく。まず、緊縛糸15Aを、P1からW相コイル13の側面のうちV相コイル12と反対側の側面に接しながら、Q1、P2、Q2、P3、Q3、P1・・・の順に配置させていく。次に、緊縛糸15Bを、緊縛糸15AのP1、Q1、P2、Q2、P3、Q3、P1・・・の所で緊縛糸15Aに引っ掛けるようにして配置させていく。緊縛糸15Aと緊縛糸15Bとがコイル5の全周のP点及びQ点において引っ掛けられた後、緊縛糸15A,15Bとを引っ張って縛ることにより、コイルエンド部11A1,12A1,13A1は固定される。
そして、図示はしないが、コイルエンド部11A2,12A2,13A2を固定子鉄心4の外周方向に拡開し、固定子鉄心4の端面4A側に押圧して整形を行う。そして、コイルエンド部11A2,12A2,13A2にワニス(図示せず)を滴下して、コイルエンド部11A2,12A2,13A2を固めて固定子2が完成される。
このコイルエンド部11A2,12A2,13A2が固められた固定子2の内周側に、回転子3を配置することにより、回転電機1が得られる。
上記構成によれば、コイル5のコイルエンド部11A2,12A2,13A2を縛る緊縛糸15A,15Bは、空間部16,17,18に挿通されて配置される。これらの緊縛糸15A,15Bは、コイルエンド部11A2,13A2の同相コイルの端部の側面を通り、緊縛糸15A、15Bが他の相とのコイルエンド部間、この場合、コイルエンド部11A2とコイルエンド部12A2との間、及びコイルエンド部12A2とコイルエンド部13A2との間に挟まらなくなる。
即ち、緊縛糸15Aは、W相のコイルエンド部13A2の同相コイル側の端部に十分に掛かり、このコイルエンド部13A2の端部はコイルエンド部11A2,12A3と共に縛られて保持される。その結果、W相のコイルエンド部13A2の同相コイル側の端部が、コイルエンド部13A2の所定の位置よりも内周側に飛び出てしまうことを防止することができる。尚、ここで言う、コイルエンド部13A2の所定の位置とは、コイルエンド部13A2と回転子3とが接触しない位置である。
又、緊縛糸15Bは、コイルエンド部11A2の同相コイル側の端部にも十分に掛かり、このコイルエンド部11A2の端部はコイルエンド部12A2,13A2と共に縛られて保持される。その結果、U相のコイルエンド部11A2の同相コイル側の端部が、コイルエンド部11A2の所定の位置よりも外周側に飛び出てしまうことも防止することができる。尚、ここで言う、コイルエンド部11A2の所定の位置とは、コイルエンド部105A2とこのコイルエンド部105A2の外周側に設けられるハウジング(図示せず)との絶縁距離が確保できる位置、或いは、コイルエンド部105A2とハウジングとが接触しない位置である。
次に、本発明の第2の実施形態を図4を参照して説明する。尚、上記第1の実施形態と同様な一部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第2の実施形態では、緊縛糸15に加えて補助緊縛糸31でコイルエンド部11A2,12A2,13A2を縛っている。補助緊縛糸31は、固定子鉄心4の内周側から見える側面に位置する補助緊縛糸31Aと、固定子鉄心4の外周側から見える側面に位置する補助緊縛糸(図示せず)との2本で構成されている。尚、1本の補助緊縛糸31を折り返して2本の構成としても良い。
補助緊縛糸31Aは、W相のコイルエンド部13A2の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面と、各コイルエンド部11A2,12A2,13A2の上面及び下面を通るように設けられている。他方の図示しない補助緊縛糸は、U相コイル11のコイルエンド部11A2の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面と、各コイルエンド部11A2,12A2,13A2の上面及び下面を通るように設けられている。そして、補助緊縛糸31は、第1の実施形態の緊縛糸15が挿通される位置より固定子鉄心4の周方向へ1スロット分ずらした位置に挿通されてコイル5のコイルエンド部11A2,12A2,13A2を縛っている。即ち、補助緊縛糸31及び他方の図示しない補助緊縛糸は、次に述べるR点及びS点をつなぐように延びている。R点は、固定子鉄心4の端面4Aから最も離れた位置にある補助緊縛糸31の位置であり、P点の位置から1スロット分反時計回りにずれた位置である。S点は、固定子鉄心4の端面4Aに最も近い位置にある補助緊縛糸31の位置であり、Q点の位置から1スロット分反時計回りにずれた位置である。又、R点及びS点で、補助緊縛糸31A及び図示しない補助緊縛糸が引っ掛かっている。
R点は、具体的には、空間部16の上方(固定子鉄心4から離れる方向の延長上)であって、コイルエンド部11A2,12A2,13A2の上面に位置している。この位置にあるR点をR1として示す。このR1は、P1の位置から1スロット分反時計回りにずれた位置である。
又、R点は、空間部17の上方(固定子鉄心4から離れる方向の延長上)であって、コイルエンド部11A2,12A2,13A2の上面に位置している。この位置にあるR点をR2として示す。このR2は、P2の位置から1スロット分反時計回りにずれた位置である。
更に、R点は、空間部18の上方(固定子鉄心4から離れる方向の延長上)であって、コイルエンド部11A2,12A2,13A2の上面に位置している。この位置にあるR点をR3として示す。このR3は、P3の位置から1スロット分時計回りにずれた位置である。
S点は、固定子鉄心4の周方向に隣合う同相でU相のコイルエンド部11A2,11A2間に位置するティース7と、このティース7の上方に位置するV相のコイルエンド部12A2及びW相のコイルエンド部13A2とで囲われた空間部36内に位置し、この空間部36を形成するコイルエンド部12A2,13A2の下面に位置している。この位置にあるS点をS1として示す。このS1は、Q1の位置から1スロット分時計回りにずれた位置である。
又、S点は、固定子鉄心4の周方向に隣合う同相でV相のコイルエンド部12A2,12A2間に位置するティース7と、このティース7の上方に位置するU相のコイルエンド部11A2及びW相のコイルエンド部13A2とで囲われた空間部37内に位置し、この空間部37を形成するコイルエンド部11A2,13A2の下面に位置している。この位置にあるS点をS2として示す。このS2は、Q2の位置から1スロット分時計回りにずれた位置である。
更に、S点は、固定子鉄心4の周方向に隣合う同相でW相のコイルエンド部13A2,13A2間に位置するティース7と、このティース7の上方に位置するU相のコイルエンド部11A2及びV相のコイルエンド部12A2とで囲われた空間部38内に位置し、この空間部38を形成するコイルエンド部11A2,12A2の下面に位置している。この位置にあるS点をS3として示す。このS3は、Q3の位置から1スロット分反時計回りにずれた位置である。
このように、R点をR1、R2、R3で表し、S点をS1、S2、S3で表した場合、補助緊縛糸31Aは、例えば反時計回り方向に縛られ、R1からW相コイル13の側面のうちV相コイル12と反対側の側面に接しながらS2を通っている。そして、補助緊縛糸31Aは、S2からW相コイル13の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面を接しながらR2を通っている。更に、補助緊縛糸31Aは、W相コイル13の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面を接しながらS3、R3、S1、R1、S3・・・の順で、これらのR点及びS点をつなぐように延びている。
又、固定子鉄心4の外周側に位置する図示はしない緊縛糸は、例えば反時計回り方向に縛られ、U相コイル11の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面を接しながらS1、R1、S2、R2、S3、R3、S1、R1、S2・・・の順で、これらのR点及びS点をつなぐように延びている。
次に、コイルエンド部11A2,12A2,13A2を緊縛糸15及び補助緊縛糸31で縛って構成される固定子2の作用及び効果について説明する。
コイルエンド部11A2,12A2,13A2は、緊縛糸15で縛られる前、又は緊縛糸15で縛られた後に、補助緊縛糸31で縛られる。
上記構成によれば、空間部36,37,38に挿通された補助緊縛糸31Aは、W相のコイルエンド部13A2の側面を通り、コイルエンド部11A2,12A2,13A2を固定する。又、空間部36,37,38に挿通された図示しない補助緊縛糸は、U相のコイルエンド部11A2の側面を通り、コイルエンド部11A2,12A2,13A2を固定する。
これにより、コイルエンド部11A2,12A2,13A2が緊縛糸15及び補助緊縛糸31の両方によって縛られるので、緊縛糸15のみで縛られる場合に比べて、コイルエンド部11A2,12A2,13A2がばらついてしまうことをより防止することができ、これらのコイルエンド部11A2,12A2,13A2を所定の位置に固定しておくことができる。
次に、本発明の第3の実施形態を図5を参照して説明する。尚、上記第1の実施形態及び第2の実施形態と同様な一部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第3の実施形態では、第2の実施形態の補助緊縛糸31に代えて補助緊縛糸41でコイルエンド部11A2,12A2,13A2を縛っている。補助緊縛糸41は、固定子鉄心4の内周側から見える側面に位置する補助緊縛糸41Aと、固定子鉄心4の外周側から見える側面に位置する補助緊縛糸(図示せず)との2本で構成されている。尚、1本の補助緊縛糸41を折り返して2本の構成としても良い。
補助緊縛糸41は、ティース7と、コイル5のコイルエンド部11A2,12A2,13A2とのなす空間部16,17,18,36,37,38に挿通され、コイルエンド部11A2,12A2,13A2を縛っている。
即ち、補助緊縛糸41Aは、W相コイル13のコイルエンド部13A2の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面と、各コイルエンド部11A2,12A2,13A2の上面及び下面を通るように設けられている。他方の図示しない補助緊縛糸は、U相コイル11のコイルエンド部11A2の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面と、各コイルエンド部11A2,12A2,13A2の上面及び下面を通るように設けられている。
このとき、固定子鉄心4の端面4Aから最も離れた位置にある補助緊縛糸41の位置をT点とする。この場合、補助緊縛糸41Aは、回転子鉄心4の内周側から見たとき、T点とQ点、及びT点とS点とを交互につなぐように延びている。他方の図示しない補助緊縛糸も、回転子鉄心4の外周側から見たとき、T点とQ点、及びT点とS点とを交互につなぐように延びている。そして、T点、Q点及びS点で、補助緊縛糸41A及び図示しない補助緊縛糸は引っ掛かっている。
具体的には、T点は、コイルエンド部11A2,12A2,13A2の上面、例えば各スロット6の上方(固定子鉄心4から離れる方向の延長上)に位置するコイルエンド部11A2,12A2,13A2の上面に位置している。尚、図5では、スロット601の上方にあるT点をT1とし、スロット602の上方にあるT点をT2とし、以下同様に、T3、T4、・・・T48として示す。
このように、T点と、第1の実施形態で示したQ点と、第2の実施形態で示したS点とを用いて表した場合、補助緊縛糸41Aは、例えば時計回り方向に縛られ、T1からW相コイル13の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面を接しながらQ2を通っている。そして、補助緊縛糸41Aは、更にQ2からW相コイル13の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面を接しながらT2を通っている。更に、補助緊縛糸41Aは、W相コイル13の側面のうちV相コイル12とは反対側の側面を接しながらS2、T3、Q1、T4、S1、T5、Q3、T6、S3、T7、Q2、T8、S2、・・・の順で、T点とS点、T点とQ点をつなぐように延びている。
又、固定子鉄心4の外周側に位置する図示しない緊縛糸は、U相コイル11の側面を通りながら、T1、Q2、T2、S2、T3、Q1、T4、S1、T5、Q3、T6、S3、T7、Q2、T8、S2、・・・の順で、T点とS点、T点とQ点をつなぐように延びている。
次に、コイルエンド部11A2,12A2,13A2を緊縛糸15及び補助緊縛糸41で縛って構成される固定子2の作用及び効果について説明する。
コイルエンド部11A2,12A2,13A2は、緊縛糸15で縛られる前、又は緊縛糸15で縛られた後に、補助緊縛糸41で縛られる。
空間部16,17,18,36,37,38に挿通された補助緊縛糸41Aは、W相のコイルエンド部13A2の側面を通り、コイルエンド部11A2,12A2,13A2を固定する。
又、空間部16,17,18,36,37,38に挿通された図示しない補助緊縛糸は、U相のコイルエンド部11A2の側面を通り、コイルエンド部11A2,12A2,13A2を固定する。
上記構成によれば、コイルエンド部11A2,12A2,13A2が緊縛糸15及び補助緊縛糸41によって縛られる。この補助緊縛糸41は、第2の実施形態の補助緊縛糸31に比べて多くの空間部、この場合6種類の空間部16,17,18,36,37,38に挿通される。即ち、補助緊縛糸41は、コイルエンド部11A2,12A2,13A2をより多くの箇所で縛っているので、補助緊縛糸31で縛る場合に比べてコイルエンド部11A2,12A2,13A2がばらついてしまうことをより防止することができ、所定の位置に固定しておくことができる。
尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されず、次のような変形、拡張が可能である。
上記実施形態の緊縛糸による縛り方は一例に過ぎず、縛る手順や配置、縛っていく方向、糸の本数等を適宜変更することができる。この場合、緊縛糸が隣合う同相のコイルのコイルサイド部に対応するティースに隣接するティースとコイルエンド部とのなす空間部に挿通されていれば良い。又、補助緊縛糸も、必要に応じて縛る手順や配置、糸の本数を適宜変更することができ、又、複数の縛り方を組合わせても良い。
回転電機の回転子及び回転電機は、外転型の永久磁石同期電動機であっても良く、誘導電動機であっても良い。又、3相コイルに適用して説明したが、3相コイル以外の複数相のコイルにも適用できる。更に、上記した構成部品の寸法等についても、適宜変更することができる。
図面中、1は回転電機、2は固定子、3は回転子、4は固定子鉄心、5はコイル、6はスロット、7はティース、11はU相コイル(コイル)、11A1,12A1,13A1はコイルサイド部、11A2,12A2,13A2はコイルエンド部、12はV相コイル(コイル)、13はW相コイル(コイル)、15,15A,15Bは緊縛糸、16,17,18,36,37,38は空間部、31,31A,41,41Aは補助緊縛糸を示す。

Claims (4)

  1. 相互間にティースを有するように多数のスロットが形成された固定子鉄心と、
    この固定子鉄心に複数スロット分離間した2つのスロットにコイルサイド部が収納されて同心巻きされた複数相のコイルと、
    これらのコイルのコイルエンド部を縛る緊縛糸とを具備し、
    前記緊縛糸は、隣合う同相のコイルのコイルサイド部に対応するティースに隣接するティースとコイルエンド部とのなす空間部に挿通されていることを特徴とする回転電機の固定子。
  2. 前記コイルのコイルエンド部を縛る前記緊縛糸が挿通される位置より前記固定子鉄心の周方向へ1スロット分ずらした位置に挿通されて当該コイルのコイルエンド部を縛る補助緊縛糸を更に具備していることを特徴とする請求項1記載の回転電機の固定子。
  3. 前記ティースと、前記コイルのコイルエンド部とのなす空間部に挿通され、前記コイルのコイルエンド部を縛る補助緊縛糸を更に具備していることを特徴とする請求項1記載の回転電機の固定子。
  4. 請求項1から3のいずれかに記載の固定子と、
    前記固定子の内周側に位置する回転子鉄心を有する回転子とを具備していることを特徴とする回転電機。
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