JP2013172515A - コイル線材、および、これを用いたコイル線材束 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スロット収容部31は直線状に形成され、互いに平行となるよう固定コアのスロットに収容される。ターン部32は、複数のスロット収容部31の端部同士を接続するよう設けられ、スロット収容部31に対し傾斜するようスロット収容部31から直線状に延びる2つの第1傾斜部41、当該第1傾斜部41のスロット収容部31とは反対側の端部同士を接続する接続部42を有している。接続部42は、第1傾斜部41に対し傾斜するよう第1傾斜部41から直線状に延びる2つの第2傾斜部51、当該第2傾斜部51の第1傾斜部41とは反対側の端部同士を接続し仮想平面Pに対し平行かつクランク状に形成されるクランク部52を有している。クランク部52は、仮想平面P側へ突出するよう形成される突出部53を中央に有している。
【選択図】図1
Description
そして、本発明では、ターン部は、スロット収容部に対し傾斜するよう、かつ、スロット収容部に直交する仮想平面から離れるようスロット収容部の端部から直線状に延びる2つの第1傾斜部、および、当該2つの第1傾斜部のスロット収容部とは反対側の端部同士を接続する接続部を有している。当該接続部は、第1傾斜部に対し傾斜するよう、かつ、前記仮想平面から離れるよう第1傾斜部の端部から直線状に延びる2つの第2傾斜部、および、当該2つの第2傾斜部の第1傾斜部とは反対側の端部同士を接続し前記仮想平面に対し平行かつクランク状に形成されるクランク部を有している。当該クランク部は、前記仮想平面側へ突出するよう形成される突出部を中央に有している。
また、接続部が第2傾斜部を有するため、コイル線材がコイル線材束として編み込まれた状態において、コイル線材間のクランク部とターン部とが干渉するのを防ぐことができる。
さらに、本発明では、複数のコイル線材をらせん状に編み込むとき、ターン部の特に第2傾斜部近傍が他方のコイル線材の突出部に案内されることで、コイル線材同士が自然に厚み方向にずれる。これにより、編み込み作業時にコイル線材の特に第1傾斜部同士が干渉するのを抑制することができる。そのため、コイル線材の編み込み時の変形を抑制するとともに、編み込み作業を効率よく行うことができる。
(一実施形態)
本発明の一実施形態によるコイル線材を図1に示す。
固定子3は、固定コア10およびコイル組立体20を有している。固定コア10は、例えば所定の厚さの磁性鋼板を軸方向に積層して環状に形成されている。図8(A)に示すように、固定コア10には、周方向に隣接するスロット11、12を一組として周方向に複数組のスロットが内壁に形成されている。スロット11、12は、固定コア10の軸方向に直線状に延びるようにして形成されている。
固定子巻線からなるコイル組立体20は三相巻線であり、周方向に隣接するスロット11、12に各相の固定子巻線が設けられている。スロット11、12を一組として周方向に隣接する三組のスロット11、12に、異なる相の固定子巻線が設けられている。
コイル組立体20は、図5に示すコイル線材束21、22をらせん状に編み込んで図7(A)に示すような長い板状にしたもの(中間組立体23)を固定コア10の周方向に所定回数巻くことにより形成されている(図8(A)参照)。
コイル線材束21、22は、それぞれ、6本のコイル線材30をらせん状に編み込むことにより形成されている。
スロット収容部31は、直線状に形成され、互いに平行となるよう所定の間隔をおいて配置されている。ターン部32は、複数のスロット収容部31の端部同士を接続するよう、スロット収容部31の一方の端部側または他方の端部側に交互に設けられている(図1(A)参照)。
図4は、図3(B)の状態から図3(C)の状態に移行するときの2本のコイル線材30の状態を、特にクランク部52の近傍に着目して示している。
本実施形態では、図4(A)に示す状態から、一方のコイル線材30を矢印Y方向に動かすと(図4(C)参照)、一方のコイル線材30のターン部32の特に第2傾斜部51近傍が他方のコイル線材30の突出部53に案内されることで、コイル線材30同士が自然に厚み方向(矢印X方向)にずれる(図4(D)参照)。これにより、編み込み作業時にコイル線材30の特に第1傾斜部41同士が干渉するのを抑制することができる(図4(E)参照)。そのため、コイル線材30の編み込み時の変形を抑制するとともに、編み込み作業を効率よく行うことができる。
また、図5(B)に示すように、コイル線材束21、22は、6本のコイル線材30が、厚み方向(矢印X方向)で一致した状態となるよう形成されている。
図6(A)〜(C)は、コイル線材束21とコイル線材束22とをらせん状に編み込む工程の一部を時系列に沿って示したものである。ここで、説明を分かり易くするため、コイル線材束21を実線で示し、コイル線材束22を破線で示している。
本実施形態では、図6(A)の状態から図6(B)の状態に移行するとき、コイル線材束21のターン部32の特に第2傾斜部51近傍がコイル線材束22の突出部53に案内されることで、コイル線材束(21、22)同士が自然に厚み方向にずれる。これにより、編み込み作業時にコイル線材束21、22の特に第1傾斜部41同士が干渉するのを抑制することができる。そのため、コイル線材束21、22の編み込み時の変形を抑制するとともに、編み込み作業を効率よく行うことができる。
固定子3のコイルエンドの高さhは、コイル線材30のターン部32の、仮想平面Pに対し垂直な方向の長さに相当する。
回転電機1は、例えば車両に搭載された図示しない電子制御ユニットに接続される。電子制御ユニットは、コイル組立体20に供給する電力を調節する。電子制御ユニットがコイル組立体20に電力を供給すると、固定コア10に回転磁界が生じる。これにより、回転子4および軸部材5が回転する。その結果、軸部材5からトルクが出力される。このように、回転電機1は、電動機として機能する。
図9は、第1比較例によるコイル線材60を示すものである。コイル線材60は、本実施形態のコイル線材30と異なり、第2傾斜部51および突出部53を有していない。第1比較例の場合、例えば2本のコイル線材60をらせん状に編み込んだ状態において、一方のコイル線材60の第1傾斜部41と他方のコイル線材60のクランク部52とが干渉するため、コイル線材60の一部が厚み方向(矢印X方向)にずれた状態となる(図9(B)参照)。そのため、コイル線材60を複数編み込むことにより形成するコイル線材束の厚みが増大するおそれがある。
このように、本実施形態のコイル線材30は、上記2つの比較例に対し、特にコイル線材束の厚みを小さくできる点、および、編み込み作業を効率よく行える点で有利である。
また、接続部42が第2傾斜部51を有するため、コイル線材30がコイル線材束21、22として編み込まれた状態において、コイル線材30間のクランク部52とターン部32とが干渉するのを防ぐことができる。
また、本実施形態では、クランク部52は、一方の端部が他方の端部に対しコイル線材30の太さ分(幅分)ずれる程度のクランク状に形成されている。そのため、複数のコイル線材30を編み込んだとき、一方のコイル線材30と他方のコイル線材30とを、厚み方向で一致させた状態にすることができる。
上述の実施形態では、クランク部が、一方の端部が他方の端部に対しコイル線材の太さ分ずれる程度のクランク状に形成されている例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、クランク部の一方の端部の他方の端部に対するクランク状のずれの程度は、コイル線材の太さ分に限らず、どの程度であってもよい。
また、本発明の他の実施形態では、コイル線材は、断面が矩形状に限らず、円形、三角形、五角形、あるいは、その他の多角形に対応する形状であってもよい。
また、本発明の他の実施形態では、スロット収容部と第1傾斜部とのなす角、および、第1傾斜部と第2傾斜部とのなす角の角度は、どのように設定してもよい。
また、本発明の他の実施形態では、コイル線材およびコイル線材束を、三相の回転電機に限らず、三相以外の多相の回転電機に適用してもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
3 ・・・・回転子
10 ・・・固定コア
11、12 ・・・スロット
30 ・・・コイル線材
31 ・・・スロット収容部
32 ・・・ターン部
41 ・・・第1傾斜部
42 ・・・接続部
51 ・・・第2傾斜部
52 ・・・クランク部
53 ・・・突出部
P ・・・・仮想平面
Claims (4)
- 周方向に交互に異なる複数の磁極を形成する回転子、および、当該回転子の径方向外側または径方向内側に設けられ軸方向に延びるスロットが周方向に複数形成された環状の固定コアを有する回転電機に用いられるコイル線材であって、
直線状に形成され互いに平行となるよう所定の間隔をおいて前記スロットに収容される複数のスロット収容部と、
前記複数のスロット収容部の端部同士を接続するよう前記スロット収容部の一方の端部側または他方の端部側に交互に設けられる複数のターン部と、を備え、
前記ターン部は、前記スロット収容部に対し傾斜するよう、かつ、前記スロット収容部に直交する仮想平面から離れるよう前記スロット収容部の端部から直線状に延びる2つの第1傾斜部、および、当該2つの第1傾斜部の前記スロット収容部とは反対側の端部同士を接続する接続部を有し、
前記接続部は、前記第1傾斜部に対し傾斜するよう、かつ、前記仮想平面から離れるよう前記第1傾斜部の端部から直線状に延びる2つの第2傾斜部、および、当該2つの第2傾斜部の前記第1傾斜部とは反対側の端部同士を接続し前記仮想平面に対し平行かつクランク状に形成されるクランク部を有し、
前記クランク部は、前記仮想平面側へ突出するよう形成される突出部を中央に有することを特徴とするコイル線材。 - 前記クランク部は、一方の端部が他方の端部に対し前記コイル線材の太さ分ずれる程度のクランク状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のコイル線材。
- 断面が矩形状に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のコイル線材。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載のコイル線材を複数らせん状に編み込むことにより、複数の前記スロット収容部同士が平行となるよう、かつ、複数の前記クランク部が直線状に並ぶよう形成されるコイル線材束。
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