JP2013005652A - Rotary electric machine and concentrated winding coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機及び集中巻コイルに係り、特に、平角線を用いる集中巻コイルが巻回されるステータコアを有する回転電機と、それに用いられる集中巻コイルに関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine and a concentrated winding coil, and more particularly to a rotating electrical machine having a stator core around which a concentrated winding coil using a flat wire is wound, and a concentrated winding coil used therefor.
回転電機の固定子にはコイルが巻回される。具体的には、固定子に複数のスロットが設けられ、隣接するスロットの間のティースと呼ばれる突出部に導線が巻回される。限られたスロットの間に多くの導線を巻回することで、コイルの占積率が向上し、小型の回転電機となる。ここで、コイル導線として、断面形状が円形の丸線よりも、断面形状が矩形の平角線の方が占積率の向上が図りやすい。 A coil is wound around the stator of the rotating electric machine. Specifically, a plurality of slots are provided in the stator, and a conductive wire is wound around a protruding portion called a tooth between adjacent slots. By winding a large number of conductive wires between the limited slots, the coil space factor is improved and a small rotating electrical machine is obtained. Here, as the coil conductor, a rectangular wire with a rectangular cross-sectional shape is easier to improve the space factor than a round wire with a circular cross-sectional shape.
例えば、特許文献1には、製作が容易な集中巻線式ステータとして、複数の集中巻線部を同一の平角線で連続成形することが述べられている。このようにして成形された複数の集中巻線部を、各相分の数だけ製作し、これをステータの周方向にずらして並べることで、多相ステータを得ることができる。 For example, Patent Document 1 describes that a plurality of concentrated winding portions are continuously formed with the same rectangular wire as a concentrated winding stator that is easy to manufacture. A multi-phase stator can be obtained by manufacturing a plurality of concentrated winding portions formed in this way by the number of each phase and arranging them in the circumferential direction of the stator.
特許文献2には、集中巻き型ステータを有する車両用回転電機において、周方向の幅が径方向に沿って同じ寸法のティースの根元側から先端側に向かって平角線を一層巻き、先端側のところで折り返して、その一層の上にティースの先端側から根元側に向かってもう一層巻く二層巻の集中巻きコイルが述べられている。ここでは、先端側の折り返しのところで、コイルエンドが突き出さないように、二層目の巻線をティースの根元側に対し押し下げ、押し上げることが開示されている。
In
特許文献3には、モータ用コイルのスロット内占積率を向上させるために四角錐の頭部を切除した形状のコイルを用いることが述べられている。このような異形コイルは、螺旋コイルを軸方向にプレスして成形し、内径側のコイルは厚さが大きく幅が狭く、外径側のコイルは厚さが薄く幅が大きくなるようにする。このようにして成形したコイルは、内径側で磁界の変化を大きく受け、コイル厚さが厚いこともあって、渦電流損が大きくなることを指摘している。ここでは、1つの巻線を、薄い絶縁層で覆われた薄い帯状の導体部を積層して渦電流を抑制し最外周を厚い絶縁層で覆う構成が開示されている。
特許文献4には、角部が絶縁皮膜から露出することのない絶縁平角電線として、長方形断面の平角導体を径大きな皮剥きダイスあるいは丸線用伸線ダイスの内径に押し付けて、角部角度が120度以上を有する多角形形状とすることが開示されている。
In
特許文献5には、電気機器巻線において、基導体を6縦列して第1の導体群を形成し、同様に、基導体を6縦列して第2の導体群を形成し、各基導体において、他の導体群と向かい合う対向面の絶縁層を他の部位よりも厚くすることが述べられている。このようにするには、静電流動法で導体の全部位に付着させた粉体樹脂を、導体の撚回によって特定部位に集散させて焼付処理することが開示されている。 In Patent Document 5, in the electrical equipment winding, six base conductors are arranged in a column to form a first conductor group, and similarly, six base conductors are arranged in a column to form a second conductor group. Describes that the insulating layer on the opposing surface facing the other conductor group is made thicker than the other part. In order to do this, it is disclosed that the powder resin adhered to all parts of the conductor by the electrostatic flow method is collected and baked at a specific part by twisting the conductor.
特許文献6には、特許文献2には、コイル用の平角線において、ティース側の側面にのみ自己融着層を設けることで、絶縁性を確保しながら、占積率を向上させることが述べられている。
Patent Document 6 states that
平角線を用いることで、丸線等に比較して集中巻コイルとしての占積率の向上を図ることができるが、平角線の場合、隅部が突き出すので、隣接する集中巻コイルの間で、対向する平角線の間の間隔が狭くなる。その場合、その狭い間隔のところで絶縁性能が低下する。 By using a flat wire, it is possible to improve the space factor as a concentrated winding coil compared to a round wire or the like. However, in the case of a flat wire, the corner protrudes, so between adjacent concentrated winding coils. The space between the opposing flat wires becomes narrow. In that case, the insulation performance deteriorates at the narrow interval.
本発明の目的は、平角線を用いて占積率の向上を図りながら、絶縁性能を確保できる回転電機及び集中巻コイルを提供することである。 The objective of this invention is providing the rotary electric machine and concentrated winding coil which can ensure insulation performance, aiming at the improvement of a space factor using a flat wire.
本発明に係る回転電機は、隣接するティースで区画されるスロットを複数有するステータコアと、断面が矩形形状の導線に一様厚さの絶縁皮膜を被覆する平角線を用いてステータコアの各ティースに巻回される集中巻コイルと、を備え、平角線は、同一スロットに配置される他の集中巻コイルと対向する側の隅部を切り欠いた断面形状を有することを特徴とする。 The rotating electrical machine according to the present invention is wound around each tooth of the stator core using a stator core having a plurality of slots partitioned by adjacent teeth and a rectangular wire covering a rectangular conductor wire with a uniform thickness insulating film. The flat wire is characterized by having a cross-sectional shape in which a corner portion on the side facing another concentrated winding coil arranged in the same slot is cut out.
また、本発明に係る回転電機において、ティースは、ステータコアの周方向に沿って測ったティース幅が、ティース先端側の方がステータコアの根元側よりも小さいテーパティースであることが好ましい。 In the rotating electrical machine according to the present invention, it is preferable that the tooth is a taper tooth whose tooth width measured along the circumferential direction of the stator core is smaller on the tooth tip side than on the root side of the stator core.
また、本発明に係る集中巻コイルは、断面が矩形形状の導線に一様厚さの絶縁皮膜を被覆する平角線を巻回する集中巻コイルであって、矩形形状の4つの隅部のうち、1つの隅部を切り欠いた切り欠き隅部を有する断面形状の平角線を用い、切り欠き隅部が巻回の外周側に来るように巻回されたことを特徴とする。 A concentrated winding coil according to the present invention is a concentrated winding coil in which a rectangular wire having a rectangular cross section is wound with a flat wire covering an insulating film having a uniform thickness. A rectangular wire having a cross-sectional shape having a cut-out corner portion cut out from one corner portion is used, and the wire is wound so that the cut-out corner portion comes to the outer peripheral side of the winding.
また、本発明に係る集中巻コイルにおいて、巻回の差し渡し幅が、巻回の軸方向に沿って大きい幅から小さい幅に変化するテーパティース巻回用のコイルであることが好ましい。 In the concentrated winding coil according to the present invention, it is preferable that the winding width is a coil for taper teeth winding in which the width of the winding changes from a large width to a small width along the axial direction of the winding.
上記構成により、回転電機は、断面が矩形形状の導線に一様厚さの絶縁皮膜を被覆する平角線を用い、平角線は、同一スロットに配置される他の集中巻コイルと対向する側の隅部を切り欠いた断面形状を有する。これによって、隣接する集中巻コイルの間で、対向する平角線の間の間隔が狭くなることを抑制できるので、占積率の向上を図りながら、絶縁性能を確保できる。 With the configuration described above, the rotating electrical machine uses a rectangular wire having a rectangular cross-section and a flat wire that covers an insulating film with a uniform thickness, and the rectangular wire is on the side facing another concentrated winding coil disposed in the same slot. It has a cross-sectional shape with a corner cut out. As a result, it is possible to suppress the interval between the rectangular wires facing each other between the adjacent concentrated winding coils from being narrowed, so that the insulation performance can be ensured while improving the space factor.
また、回転電機において、ティースがテーパティースであっても、隣接する集中巻コイルの間で、対向する平角線の間の間隔が狭くなることを抑制できる。これによって、テーパティースを用いることによって、さらに占積率の向上を図ることができ、併せて、絶縁性能を確保できる。 Further, in the rotating electrical machine, even when the teeth are tapered teeth, it is possible to suppress the interval between the rectangular wires facing each other from being narrowed between adjacent concentrated winding coils. Thus, by using the taper teeth, the space factor can be further improved, and at the same time, insulation performance can be ensured.
また、集中巻コイルは、断面が矩形形状の導線に一様厚さの絶縁皮膜を被覆する平角線の4つの隅部のうち、1つの隅部を切り欠いた切り欠き隅部を有する断面形状の平角線を用い、切り欠き隅部が巻回の外周側に来るように巻回される。これにより、回転電機の同一スロットに配置される他の集中巻コイルとの間で、対向する平角線の間の間隔が狭くなることが抑制できる。 In addition, the concentrated winding coil has a cross-sectional shape having a cut-out corner portion in which one corner portion is cut out of four corner portions of a flat wire that covers a rectangular-shaped conducting wire with an insulating film having a uniform thickness. The flat wire is used and wound so that the notched corners are on the outer periphery of the winding. Thereby, it can suppress that the space | interval between the rectangular wires which oppose between other concentrated winding coils arrange | positioned at the same slot of a rotary electric machine becomes narrow.
また、集中巻コイルがテーパティース巻回用のコイルであっても、隣接する集中巻コイルの間で、対向する平角線の間の間隔が狭くなることを抑制できる。 Moreover, even if the concentrated winding coil is a coil for winding taper teeth, it is possible to suppress the interval between the adjacent rectangular wires from being narrowed between adjacent concentrated winding coils.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、回転電機として、車両に搭載される回転電機を説明するが、車両搭載以外に用いられるものでもよい。以下で説明するティースの形状、スロットの形状、集中巻コイルの巻き数、平角線の矩形形状等は、説明のための例示であって、回転電機、集中巻コイルの仕様に応じ、適宜変更が可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Below, the rotary electric machine mounted in a vehicle is demonstrated as a rotary electric machine, However, You may use other than vehicle mounting. The tooth shape, slot shape, concentrated winding coil winding number, rectangular wire rectangular shape, etc. described below are examples for explanation, and may be appropriately changed according to the specifications of the rotating electrical machine and the concentrated winding coil. Is possible.
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。 Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.
図1は、車両搭載用の回転電機10のうち、固定子について示す図である。ここでは、固定子を構成するステータコア12と、ステータコア12のティース18に巻回されるコイルがステータコア12の軸方向両端に突き出るコイルエンド14,16が図示されている。
FIG. 1 is a diagram showing a stator in a rotating
ティース18は、ステータコア12にコイル巻線を巻回するために設けられる突出部である。実際には、隣接するティースによって区画されるスロット40(図2参照)がステータコア12の周方向に複数設けられ、1つのティース18の両側のスロット40に導線が通されて、そのティース18に導線が巻回されてコイルとなる。したがって、1つのスロット40には、隣接する2つのコイルが配置されることになる。
The
図1には、Aの部分として、隣接するティース18にそれぞれ巻回された2つの集中巻コイル20,30が抜き出されて示されている。集中巻コイル20,30は、断面が矩形形状の導線に一様厚さの絶縁皮膜を被覆する平角線を用いてステータコア12の各ティース18に巻回されるコイルである。
In FIG. 1, two concentrated
ステータコア12は、図1に示されるように円環状の部材であるので、ティース18はその円環状において、放射状に形成される。そこで、2つの集中巻コイル20,30も、平行配置ではなく、放射状に配置される。すなわち、隣接する2つの集中巻コイル20,30の巻線間の距離は、ティース18の根元側と、先端側とで異なり、図1に示されるように、ティース18の先端側で狭くなる。対向して配置される巻線間の距離が狭くなると、集中巻コイル20,30の絶縁性能が低下する。
Since the
図1には、Bの部分として、集中巻コイル20,30のティース18の先端側における巻線について、平角線22,32の断面図が示されている。集中巻コイル20,30に用いられる平角線22,32は同じものであるので、最初に平角線22について説明する。平角線22は、断面が矩形形状の導線24に、一様厚さの絶縁皮膜26が被覆された絶縁皮膜付き導線である。ここで、平角線22の断面形状は、矩形形状の4つの隅部のうち、1つの隅部を切り欠いた切り欠き隅部28を有する。平角線22は、一様厚さの絶縁皮膜を有するので、導線24の断面形状が切り欠き隅部を有することになる。
In FIG. 1, as a portion B, a cross-sectional view of the
集中巻コイル20は、切り欠き隅部28が巻回の外周側に来るように巻回される。これによって、同一スロットに配置されるもう1つの集中巻コイル30と対向する側に、切り欠き隅部28が来る。
The concentrated winding
集中巻コイル30の平角線32も、同様に、断面が矩形形状の導線34に、一様厚さの絶縁皮膜36が被覆された絶縁皮膜付き導線である。ここで、平角線32の断面形状は、矩形形状の4つの隅部のうち、1つの隅部を切り欠いた切り欠き隅部38を有する。そして、集中巻コイル30も、切り欠き隅部38が巻回の外周側に来るように巻回される。これによって、同一スロットに配置される先ほどの集中巻コイル20と対向する側に、切り欠き隅部38が来る。
Similarly, the
このように、回転電機10においては、矩形形状の4つの隅部のうち、1つの隅部を切り欠いた切り欠き隅部を有する断面形状の平角線22,32を用い、切り欠き隅部28,38が巻回の外周側に来るように巻回された集中巻コイル20,30が配置される。換言すれば、平角線22,32は、同一スロットに配置される他の集中巻コイルと対向する側の隅部を切り欠いた断面形状を有している。これによって、集中巻コイル20,30の間の対向する距離が広くなるので、絶縁性能を確保できる。
As described above, in the rotating
図2は、ステータコア12の周方向に沿って測ったティース幅が、ティース先端側とステータコア12の根元側とでほぼ同じである一般的なティース18に整列巻によって巻回された集中巻コイル20,30のスロット40における様子を説明する図である。ここでは、回転電機10のステータコア12の1つのスロット40が示されている。スロット40は、集中巻コイル20,30の巻線が通される穴で、隣接するティース18によって区画された空間である。集中巻コイル20は、円環状の巻きについて図面でいえば右半分の巻きが示され、集中巻コイル30も円環状の巻きについて図面でいえば左半分の巻きが示されている。
FIG. 2 shows a concentrated winding
図1で説明したように、集中巻コイル20の平角線22は、導線24の周囲に一様厚さの絶縁皮膜26が被覆されている。そして、平角線22の断面形状は、矩形形状の4つの隅部のうち、1つの隅部を切り欠いた切り欠き隅部28を有する。同様に、集中巻コイル30の平角線32は、導線34の周囲に一様厚さの絶縁皮膜36が被覆されている。そして、平角線32の断面形状は、矩形形状の4つの隅部のうち、1つの隅部を切り欠いた切り欠き隅部38を有する。
As described with reference to FIG. 1, the
図2には、集中巻コイル20と集中巻コイル30の間で、互いに対向する平角線22,32の間の間隔がS2で示されている。このS2は、切り欠き隅部28,38によって広げられているが、そのことは、図3と比較することでよく分かる。
In FIG. 2, the interval between the
図3は、図2と同じステータコア12において、切り欠き隅部を有しない一般的な矩形形状の断面を有する平角線52,62を用いて、ティース18に集中巻コイル50,60を巻回したときの様子を示す図である。集中巻コイル50,60に用いられる平角線52,62は、導線54,64の周りに、図2の平角線22,32の絶縁皮膜26,36と同じ厚さの絶縁皮膜56,66が被覆される。平角線52,62の断面形状は、切り欠き隅部を有しないことを除いて、図2で説明した平角線22,32と同じ長さの長辺と短辺を有する。
FIG. 3 shows that the concentrated winding
図3には、集中巻コイル50と集中巻コイル60の間で、互いに対向する平角線52,62の間の間隔がS1で示されている。図2と比較して、切り欠き隅部28,38が設けられない分だけ、S1はS2より短い間隔となっている。換言すれば、図2の構成では、切り欠き隅部28,38が設けられた分だけ、S2はS1より広げられている。これにより、同じスロット40の中で、対向する平角線22,32の間の絶縁性能が、図3で示される従来技術の場合よりも向上する。
In FIG. 3, the interval between the
図4は、ステータコア13の周方向に沿って測ったティース幅が、ティース先端側の方がステータコア13の根元側よりも小さく、根元側から先端側に向かって先細りとなるテーパ状のティース72にテーパ状巻によって巻回された集中巻コイル80,90のスロット70における様子を説明する図である。ステータコア13はテーパ状のティース72を有するので、スロット70は、ステータコア13の周方向に沿って測ったスロット幅が、ティース先端側とステータコア13の根元側とでほぼ同じである。これを集中巻コイル80,90の観点から見ると、集中巻コイル80,90は、テーパティース巻回用のコイルであって、巻回の差し渡し幅が、巻回の軸方向に沿って大きい幅から小さい幅に変化する。
FIG. 4 shows that the tooth width measured along the circumferential direction of the
集中巻コイル80,90に用いられる平角線82,92は、図1、図2で説明した平角線22,32と同じものである。すなわち、平角線82,92は、それぞれ、導線84,94の周囲に一様厚さの絶縁皮膜86,96が被覆されている。そして、平角線82,92の断面形状は、それぞれ、矩形形状の4つの隅部のうち、1つの隅部を切り欠いた切り欠き隅部88,98を有する。
The
図4には、集中巻コイル80と集中巻コイル90の間で、互いに対向する平角線82,92の間の間隔がS4で示されている。このS4は、切り欠き隅部88,98によって広げられているが、そのことは、図5と比較することでよく分かる。
In FIG. 4, the interval between the
図5は、図4と同じステータコア13において、切り欠き隅部を有しない一般的な矩形形状の断面を有する平角線102,112を用いて、ティース72に集中巻コイル100,110を巻回したときの様子を示す図である。集中巻コイル100,110に用いられる平角線102,112は、図3で説明した平角線52,62と同じものである。すなわち、平角線102,112は、それぞれ、導線104,114の周囲に一様厚さの絶縁皮膜106,116が被覆されている。そして、平角線102,112の断面形状は、切り欠き隅部を有しないことを除いて、図4で説明した平角線82,92と同じ長さの長辺と短辺を有する。
FIG. 5 shows that the concentrated winding
図5には、集中巻コイル100と集中巻コイル110の間で、互いに対向する平角線102,112の間の間隔がS3で示されている。図4と比較して、切り欠き隅部88,98が設けられない分だけ、S3はS4より短い間隔となっている。換言すれば、図4の構成では、切り欠き隅部88,98が設けられた分だけ、S4はS3より広げられている。これにより、同じスロット70の中で、対向する平角線82,92の間の絶縁性能が、図5で示される従来技術の場合よりも向上する。
In FIG. 5, the interval between the
本発明に係る回転電機及び集中巻コイルは、平角線を用いる回転電機及びそれに用いられる集中巻コイルに利用できる。 The rotating electrical machine and concentrated winding coil according to the present invention can be used for a rotating electrical machine using a rectangular wire and a concentrated winding coil used therefor.
10 回転電機、12,13 ステータコア、14,16 コイルエンド、18,72 ティース、20,30,50,60,80,90,100,110 集中巻コイル、22,32,52,62,82,92,102,112 平角線、24,34,54,64,84,94,104,114 導線、26,36,56,66,86,96,106,116 絶縁皮膜、28,38,88,98 切り欠き隅部、40,70 スロット。 10 Rotating machine, 12, 13 Stator core, 14, 16 Coil end, 18, 72 Teeth, 20, 30, 50, 60, 80, 90, 100, 110 Concentrated winding coil, 22, 32, 52, 62, 82, 92 , 102, 112 Flat wire, 24, 34, 54, 64, 84, 94, 104, 114 Conductor wire, 26, 36, 56, 66, 86, 96, 106, 116 Insulating film, 28, 38, 88, 98 Notched corner, 40,70 slots.
Claims (4)
断面が矩形形状の導線に一様厚さの絶縁皮膜を被覆する平角線を用いてステータコアの各ティースに巻回される集中巻コイルと、
を備え、
平角線は、
同一スロットに配置される他の集中巻コイルと対向する側の隅部を切り欠いた断面形状を有することを特徴とする回転電機。 A stator core having a plurality of slots defined by adjacent teeth;
A concentrated winding coil wound around each tooth of the stator core using a rectangular wire covering a rectangular conductor wire with a uniform thickness insulating film;
With
The flat wire is
A rotating electric machine having a cross-sectional shape in which a corner portion on the side facing another concentrated winding coil arranged in the same slot is cut out.
ティースは、
ステータコアの周方向に沿って測ったティース幅が、ティース先端側の方がステータコアの根元側よりも小さいテーパティースであることを特徴とする回転電機。 In the rotating electrical machine according to claim 1,
Teeth
A rotating electrical machine characterized in that the tooth width measured along the circumferential direction of the stator core is a tapered tooth whose tooth tip side is smaller than the root side of the stator core.
矩形形状の4つの隅部のうち、1つの隅部を切り欠いた切り欠き隅部を有する断面形状の平角線を用い、切り欠き隅部が巻回の外周側に来るように巻回されたことを特徴とする集中巻コイル。 A concentrated winding coil in which a rectangular wire having a rectangular cross section is wound with a rectangular wire covering an insulating film of uniform thickness,
A rectangular wire having a cut-out corner portion in which one corner portion was cut out of the four corner portions of the rectangular shape was used, and the cut-out corner portion was wound so as to come to the outer peripheral side of the winding. Concentrated winding coil characterized by that.
巻回の差し渡し幅が、巻回の軸方向に沿って大きい幅から小さい幅に変化するテーパティース巻回用のコイルであることを特徴とする集中巻コイル。 The concentrated winding coil according to claim 3,
A concentrated winding coil, wherein the winding width is a coil for winding a taper tooth whose width varies from a large width to a small width along an axial direction of the winding.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140902 |