JP2013176184A - Armature for rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円筒状のコア基準面の軸方向に延びるスロットが当該コア基準面の周方向に複数分散配置されている電機子コアと、スロット内に配置される導体辺部を有して電機子コアに巻装されるコイルと、を備えた回転電機用電機子に関する。 The present invention includes an armature core in which a plurality of slots extending in the axial direction of a cylindrical core reference surface are arranged in a distributed manner in the circumferential direction of the core reference surface, and a conductor side portion arranged in the slot. The present invention relates to an armature for a rotating electrical machine including a coil wound around a child core.
上記のような回転電機用電機子の従来技術として、例えば特開2008−295162号公報(特許文献1)に記載された技術がある。特許文献1には、電機子コアから軸方向に突出するコイルエンド部を結束部材により結束させ、コイルエンド部を固定する構成が記載されている。この際、結束部材は、コイルエンド部と電機子コアとの間に形成される隙間(特許文献1におけるレーシング紐挿通部12)に順次通されて、コイルエンド部の全体を網目状に縫うように配置される。
As a conventional technique of the armature for a rotating electric machine as described above, for example, there is a technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2008-295162 (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の構成では、結束部材や結束部材を保持する部材(特許文献1におけるレーシング針4)を通すための隙間をコイルエンド部と電機子コアとの間に設ける必要がある。そのため、特許文献1の構成では、当該隙間の分だけ、コイルの全長が長くなり、また、電機子全体の寸法が大型化するおそれがある。
However, in the configuration described in
そこで、結束部材によりコイルエンド部を結束する場合に、コイルの全長の増大や電機子全体の寸法の大型化を抑制することが可能な回転電機用電機子の実現が望まれる。 Therefore, it is desired to realize an armature for a rotating electrical machine that can suppress an increase in the overall length of the coil and an increase in the size of the entire armature when the coil end portion is bound by a binding member.
本発明に係る、円筒状のコア基準面の軸方向に延びるスロットが当該コア基準面の周方向に複数分散配置されている電機子コアと、前記スロット内に配置される導体辺部を有して前記電機子コアに巻装されるコイルと、を備えた回転電機用電機子の特徴構成は、前記コイルは、一対の前記スロットのそれぞれに複数の前記導体辺部が配置されて当該一対のスロット間に複数回巻回されてなる同心巻部を複数備えるとともに、一対の前記同心巻部のそれぞれの前記導体辺部同士を、前記電機子コアの軸方向の外側において接続する渡り部を複数備え、複数の前記渡り部の内の一部である第一渡り部は、異なる前記スロット内の最も径方向内側の層である最内層に配置された一対の前記導体辺部同士を接続し、複数の前記渡り部の内の別の一部である第二渡り部は、異なる前記スロット内の最も径方向外側の層である最外層に配置された一対の前記導体辺部同士を接続し、前記第一渡り部から前記第二渡り部に向かって前記第一渡り部と前記第二渡り部とを結ぶ方向が前記径方向の外側へ向かう成分を有するように延びる結束部材により、前記第一渡り部と前記第二渡り部とが互いに結束されている点にある。 According to the present invention, there is provided an armature core in which a plurality of slots extending in the axial direction of a cylindrical core reference surface are distributed in the circumferential direction of the core reference surface, and a conductor side portion arranged in the slot. And a coil wound around the armature core, wherein the coil has a plurality of conductor side portions arranged in each of the pair of slots. A plurality of concentric winding portions that are wound a plurality of times between the slots, and a plurality of bridging portions that connect the conductor side portions of the pair of concentric winding portions on the outer side in the axial direction of the armature core. A first transition part that is a part of the plurality of transition parts connects a pair of the conductor side parts arranged in the innermost layer that is the innermost layer in the radial direction in different slots, In another part of the plurality of transition parts The second crossover portion connects a pair of the conductor side portions disposed in the outermost layer, which is the outermost radial layer in the different slots, and extends from the first crossover portion toward the second crossover portion. The first transition portion and the second transition portion are bound to each other by a binding member that extends so that the direction connecting the first transition portion and the second transition portion has a component toward the outside in the radial direction. There is in point.
上記の特徴構成によれば、結束部材による結束対象の部材が、異なるスロット内の最内層に配置される一対の導体辺部同士を接続する第一渡り部と、異なるスロット内の最外層に配置される一対の導体辺部同士を接続する第二渡り部とになる。この際、結束部材は、第一渡り部から第二渡り部に向かって第一渡り部と第二渡り部とを結ぶ方向が径方向の外側へ向かう成分を有するように延びるため、第一渡り部と第二渡り部とを結束することで、コイルエンド部におけるこれらの渡り部の間に位置する部分の移動を、主に径方向について規制することができる。従って、コイルエンド部と電機子コアとの間の隙間に結束部材を通すことなく、コイルエンド部を適切に結束することが可能となり、コイルエンド部と電機子コアとの間の隙間に結束部材を通す場合に比べて、コイルの全長の増大や電機子全体の寸法の大型化を抑制することができる。 According to the above characteristic configuration, the member to be bound by the binding member is disposed in the outermost layer in the different slot and the first bridging portion that connects the pair of conductor side portions disposed in the innermost layer in different slots. It becomes the 2nd crossover part which connects a pair of conductor side parts. At this time, the binding member extends so that the direction connecting the first transition portion and the second transition portion from the first transition portion toward the second transition portion has a component toward the outside in the radial direction. By binding the part and the second transition part, the movement of the part located between the transition parts in the coil end part can be restricted mainly in the radial direction. Accordingly, the coil end portion can be appropriately bound without passing the binding member through the gap between the coil end portion and the armature core, and the binding member is inserted into the gap between the coil end portion and the armature core. Compared with the case of passing through, an increase in the total length of the coil and an increase in the size of the entire armature can be suppressed.
ここで、前記第一渡り部と前記第二渡り部とは、それぞれ前記周方向に複数分散して配置され、前記結束部材は、前記第一渡り部と前記第二渡り部とに交互に巻き掛けられている構成とすると好適である。 Here, a plurality of the first crossing portions and the second crossing portions are respectively arranged in the circumferential direction, and the binding member is alternately wound around the first crossing portion and the second crossing portion. It is preferable that the configuration is hung.
この構成によれば、第一渡り部と第二渡り部とがそれぞれ周方向に複数分散して配置されるため、周方向の広い範囲で、コイルエンド部を適切に結束することができる。また、結束部材が、第一渡り部と第二渡り部とに交互に巻き掛けられるため、第一渡り部と第二渡り部とを互いに径方向に近づけさせる張力を結束部材に発生させるのが容易となる。そして、このような張力を結束部材に発生させる場合には、コイルエンド部における第一渡り部と第二渡り部との間に位置する部分の主に径方向の移動を、効果的に規制することができる。 According to this configuration, since the plurality of first crossover portions and the second crossover portions are respectively distributed in the circumferential direction, the coil end portions can be appropriately bound in a wide range in the circumferential direction. In addition, since the binding member is alternately wound around the first transition portion and the second transition portion, it is possible to generate tension on the binding member that causes the first transition portion and the second transition portion to approach each other in the radial direction. It becomes easy. And when generating such tension | tensile_strength in a binding member, the movement of the radial direction mainly of the part located between the 1st crossover part in a coil end part and a 2nd crossover part is controlled effectively. be able to.
また、連続するK個(Kは自然数を表す)の前記同心巻部が同心巻セットを構成し、前記同心巻セットにおける前記コイルを流れる電流の方向に沿った一方端に配置される前記導体辺部が第一導体辺部であり、他方端に配置される前記導体辺部が第二導体辺部であり、前記コイルは、巻回方向が互いに逆方向となる第一同心巻部と第二同心巻部とを有し、前記第一同心巻部が構成する第一同心巻セットと、前記第二同心巻部が構成する第二同心巻セットとが交互に接続されて前記コイルが構成され、前記第一同心巻セットの前記第一導体辺部と前記第二同心巻セットの前記第二導体辺部とが、前記最内層に配置されるとともに前記第一渡り部により互いに接続され、前記第一同心巻セットの前記第二導体辺部と前記第二同心巻セットの前記第一導体辺部とが、前記最外層に配置されるとともに前記第二渡り部により互いに接続されている構成とすると好適である。 Further, the continuous conductor pieces K (K represents a natural number) constitute a concentric winding set, and the conductor sides arranged at one end along the direction of current flowing through the coil in the concentric winding set The first conductor side part, the conductor side part disposed at the other end is the second conductor side part, and the coil has a first concentric winding part and a second winding part whose winding directions are opposite to each other. The coil is configured by alternately connecting a first concentric winding set constituted by the first concentric winding portion and a second concentric winding set constituted by the second concentric winding portion. The first conductor side part of the first concentric winding set and the second conductor side part of the second concentric winding set are arranged in the innermost layer and connected to each other by the first transition part, The second conductor side part of the first concentric winding set and the second conductor side part of the second concentric winding set And the conductor side portion, wherein it is preferable to the configuration are connected to each other by the second transfer section while being arranged in the outermost layer.
この構成によれば、異なるスロット内の最内層に配置される一対の導体辺部同士を接続する第一渡り部を備えるとともに、異なるスロット内の最外層に配置される一対の導体辺部同士を接続する第二渡り部を備えるコイルを、適切に実現することができる。 According to this configuration, the first bridging portion that connects the pair of conductor sides arranged in the innermost layer in different slots is provided, and the pair of conductor sides arranged in the outermost layer in different slots A coil provided with the 2nd crossing part to connect can be realized appropriately.
上記のように前記第一同心巻セットと前記第二同心巻セットとが交互に接続されて前記コイルが構成される構成において、前記第一同心巻セットの前記第一導体辺部が前記最内層に配置された前記スロットの前記最外層に、前記第二同心巻セットの前記第一導体辺部が配置され、前記第一同心巻セットの前記第二導体辺部が前記最外層に配置された前記スロットの前記最内層に、前記第二同心巻セットの前記第二導体辺部が配置されている構成とすると好適である。 In the configuration in which the coil is configured by alternately connecting the first concentric winding set and the second concentric winding set as described above, the first conductor side portion of the first concentric winding set is the innermost layer. The first conductor side part of the second concentric winding set is arranged on the outermost layer of the slot arranged in the slot, and the second conductor side part of the first concentric winding set is arranged on the outermost layer. It is preferable that the second conductor side part of the second concentric winding set is arranged in the innermost layer of the slot.
この構成によれば、第一渡り部と第二渡り部とを同じ周方向の位置に配置することができるため、コイルエンド部における第一渡り部と第二渡り部との間に位置する部分の径方向の移動を、径方向内側及び径方向外側の双方について規制することが容易となる。 According to this structure, since the 1st crossover part and the 2nd crossover part can be arrange | positioned in the position of the same circumferential direction, the part located between the 1st crossover part and the 2nd crossover part in a coil end part It is easy to restrict the movement in the radial direction of both the radially inner side and the radially outer side.
上記のように前記第一同心巻セットと前記第二同心巻セットとが交互に接続されて前記コイルが構成される構成において、連続するL個(Lは2以上の偶数を表す)の前記同心巻部が前記同心巻セットを構成し、前記同心巻部は、前記周方向に見て渦巻状に周回するように形成されており、前記同心巻セットのそれぞれが、前記渦巻状の渦の方向が互いに逆方向となる正方向同心巻部と逆方向同心巻部とを備え、前記同心巻セットのそれぞれにおいて、前記正方向同心巻部の渦巻の中心部に配置された前記導体辺部が、前記逆方向同心巻部の渦巻の中心部に配置された前記導体辺部に前記渡り部を介して接続されており、前記第一同心巻セットが備える前記逆方向同心巻部の渦巻の中心部とは反対側に配置された前記導体辺部と、前記第二同心巻セットが備える前記逆方向同心巻部の渦巻の中心部とは反対側に配置された前記導体辺部とが、前記第一渡り部により互いに接続され、前記第一同心巻セットが備える前記正方向同心巻部の渦巻の中心部とは反対側に配置された前記導体辺部と、前記第二同心巻セットが備える前記正方向同心巻部の渦巻の中心部とは反対側に配置された前記導体辺部とが、前記第二渡り部により互いに接続されている構成とすると好適である。 In the configuration in which the coil is configured by alternately connecting the first concentric winding set and the second concentric winding set as described above, L consecutive Ls (L represents an even number of 2 or more). A winding part constitutes the concentric winding set, and the concentric winding part is formed so as to circulate in a spiral shape when viewed in the circumferential direction, and each of the concentric winding sets has a direction of the spiral vortex. Each of the concentric winding sets, in each of the concentric winding sets, the conductor side portion disposed at the center of the spiral of the positive direction concentric winding portion, The central part of the spiral of the reverse concentric winding part provided in the first concentric winding set is connected to the conductor side part arranged at the central part of the spiral of the reverse concentric winding part via the crossing part. The conductor side part disposed on the opposite side of the second side The conductor side portions arranged on the opposite side of the spiral center portion of the reverse concentric winding portion included in the winding set are connected to each other by the first crossover portion, and the positive concentric winding set includes The conductor side portion disposed on the opposite side to the spiral central portion of the direction concentric winding portion and the spiral central portion of the positive direction concentric winding portion included in the second concentric winding set is disposed on the opposite side. It is preferable that the conductor side portions are connected to each other by the second crossing portion.
この構成によれば、毎極毎相当たりのスロット数が偶数とされる場合に、異なるスロット内の最内層に配置される一対の導体辺部同士を接続する第一渡り部を備えるとともに、異なるスロット内の最外層に配置される一対の導体辺部同士を接続する第二渡り部を備えるコイルを、適切に実現することができる。この際、同心巻部が、周方向に見て渦巻状に周回するように形成されるため、1本の線状導体を周回させてコイルを形成する場合に、コイルの製造工程の簡素化を図ることができる。 According to this configuration, when the number of slots per pole per phase is an even number, the first crossing portion that connects the pair of conductor side portions arranged in the innermost layer in different slots is provided and is different. A coil provided with the 2nd crossing part which connects a pair of conductor side parts arranged in the outermost layer in a slot can be realized appropriately. At this time, since the concentric winding portion is formed so as to circulate in a spiral shape when viewed in the circumferential direction, the coil manufacturing process can be simplified when the coil is formed by circulating one linear conductor. Can be planned.
上記の各構成の回転電機用電機子において、前記コイルは、複数の相のそれぞれに対応する相コイルを有し、前記相コイルのそれぞれに備えられる前記第一渡り部が、前記周方向の両側に配置される他相の前記第一渡り部と前記周方向の位置を一部重複させた状態で、前記周方向に沿って複数配置されており、前記相コイルのそれぞれに備えられる前記第二渡り部が、前記周方向の両側に配置される他相の前記第二渡り部と前記周方向の位置を一部重複させた状態で、前記周方向に沿って複数配置されている構成とすると好適である。 In the armature for a rotating electric machine having each configuration described above, the coil includes a phase coil corresponding to each of a plurality of phases, and the first transition portion provided in each of the phase coils includes both sides in the circumferential direction. A plurality of the first transition portions of the other phases arranged in the circumferential direction and the circumferential positions are partially overlapped, and a plurality of the second phases are provided along each of the phase coils. When the crossover part is arranged in a plurality in the circumferential direction, with the second crossover part of the other phase arranged on both sides in the circumferential direction partially overlapping the circumferential position. Is preferred.
この構成によれば、周方向の広い範囲でコイルエンド部を適切に結束することが容易となる。 According to this configuration, it becomes easy to appropriately bind the coil end portions in a wide range in the circumferential direction.
本発明に係る回転電機用電機子の実施形態について、図面を参照して説明する。ここでは、本発明に係る回転電機用電機子を、インナロータ型の回転電機のステータ1(図1、図2参照)に適用した場合を例として説明する。なお、回転電機は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念である。本実施形態では、ステータ1及びステータコア2が、それぞれ、本発明における「回転電機用電機子」及び「電機子コア」に相当する。
An embodiment of an armature for a rotating electrical machine according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the case where the armature for a rotating electrical machine according to the present invention is applied to the stator 1 (see FIGS. 1 and 2) of an inner rotor type rotating electrical machine will be described as an example. The rotating electric machine is a concept including any of a motor (electric motor), a generator (generator), and a motor / generator that functions as both a motor and a generator as necessary. In the present embodiment, the
以下の説明では、特に区別して明記している場合を除き、「軸方向L」、「周方向C」、「径方向R」は、円筒状のコア基準面Sの軸心A(図1、図2参照)を基準として定義している。「軸第一方向L1」及び「軸第二方向L2」は、それぞれ、図2における軸方向Lに沿った上方及び下方を表す。「周第一方向C1」及び「周第二方向C2」は、それぞれ、軸第一方向L1側から見た軸方向L視(図1参照)での時計回り方向及び反時計回り方向を表す。「径第一方向R1」及び「径第二方向R2」は、それぞれ、コア基準面Sの径方向Rの内側へ向かう方向及び外側へ向かう方向を表す。そして、コイル20及び当該コイル20を構成する各部については、当該コイル20がステータコア2に巻装された状態での方向として規定している。
In the following description, unless otherwise specified, the “axial direction L”, “circumferential direction C”, and “radial direction R” are the axis A of the cylindrical core reference plane S (FIG. 1, (See FIG. 2). “Axis first direction L1” and “Axis second direction L2” respectively represent an upper direction and a lower direction along the axial direction L in FIG. The “circumferential first direction C1” and the “circular second direction C2” respectively represent a clockwise direction and a counterclockwise direction in the axial direction L viewed from the axial first direction L1 side (see FIG. 1). “Diameter first direction R1” and “Diameter second direction R2” respectively represent a direction toward the inside and a direction toward the outside of the diameter direction R of the core reference surface S. And about the
以下の説明では、発明の理解を容易にすべく、コイル20を構成する各部について、製造段階での説明においても、当該コイル20が完成品としてのステータ1に巻装された状態における対応する部分と同じ名称(例えば導体辺部30等)を用いて説明している。また、以下の説明における、各部材についての方向や位置等に関する用語(例えば「平行」等)は、製造上許容され得る誤差による差異を有する状態を含む概念として用いている。
In the following description, in order to facilitate understanding of the invention, each part constituting the
1.ステータの全体構成
本実施形態に係るステータ1の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。ステータ1は、ステータコア2と、ステータコア2に巻装されるコイル20とを備えている。ステータコア2は、磁性材料を用いて形成される。ステータコア2の径第一方向R1側(径方向内側)には、永久磁石や電磁石等を備えた界磁としてのロータ5(図2参照、図1では省略)が配置される。すなわち、本実施形態では、径第一方向R1側(径方向内側)が、径方向Rにおける界磁側となり、径第二方向R2側(径方向外側)が、径方向Rにおける界磁とは反対側(反界磁側)となる。
1. Overall Configuration of Stator The overall configuration of the
ステータコア2には、軸方向Lに延びるスロット3(図6参照)が周方向Cに複数分散配置されている。周方向Cに隣接する2つのスロット3の間には、ティース4が形成されている。上述した「円筒状のコア基準面S」は、スロット3の配置や構成に関して基準となる仮想的な面であり、本実施形態では、複数(スロット3と同数)のティース4の径第一方向R1側の端面を含む仮想的な円筒状の面(コア内周面)をコア基準面Sとしている(図1、図2参照)。なお、ステータコア2の径第二方向R2側の面(コア外周面)等をコア基準面Sとしても良い。
In the
複数のスロット3は、周方向Cに沿って一定間隔で分散配置されている。各スロット3は、軸方向Lに延びるとともに、ステータコア2の軸心Aから放射状に径方向Rに延びるように形成されている。各スロット3は、互いに同じ形状とされており、軸方向L及び径方向Rに延びるとともに、コイル20の線幅に応じた周方向Cの幅を有する溝状に形成されている。各スロット3は、径第一方向R1側に開口(コア内周面に開口)している。ティース4は、周方向Cに隣接する2つのスロット3の間のそれぞれに形成され、複数のティース4が、周方向Cに沿って一定間隔で分散配置されている。各ティース4は、互いに同じ形状とされており、軸方向L及び径方向Rに延びるとともに、スロット幅及びスロットピッチに応じた周方向Cの幅を有する厚板状に形成されている。
The plurality of
本実施形態では、回転電機は多相交流(本例では三相交流)で駆動される交流電動機である。コイル20は、複数の相(本例では、U相、V相、及びW相の三相)のそれぞれに対応する相コイル21を有している。複数の相コイル21のそれぞれには、位相が互いに異なる交流電流が流れる。本実施形態では、U相コイル、V相コイル、及びW相コイルの3つの相コイル21が備えられ、ステータコア2には、U相用、V相用、及びW相用のスロット3が、周方向Cに沿って繰り返し現れるように配置されている。本実施形態では、毎極毎相当たりのスロット数が「2」とされており、ステータコア2には、各相用のスロット3が、周方向Cに沿って2つずつ繰り返し現れるように配置されている。すなわち、各相の相コイル21は、互いに2スロットピッチずれた位置関係で配置される。そして、本実施形態では、毎相当たりの磁極数が「8」とされており、ステータコア2には合計48(=2×8×3)個のスロット3が設けられている。すなわち、本実施形態では、1スロットピッチは7.5度に相当する。また、本実施形態では、各相の相コイル21がY結線(スター結線)されて、コイル20が形成されている。
In this embodiment, the rotating electrical machine is an AC motor driven by a multiphase AC (three-phase AC in this example). The
詳細は後述するが、コイル20は、図3に示すように、スロット3内に配置される導体辺部30を有するとともに、コイルエンド部を構成する渡り部60とターン部22とを有している。コイルエンド部は、コイル20がステータコア2に巻装された状態で、当該ステータコア2から軸方向Lに突出するコイル20の部分である。各スロット3には、導体辺部30が複数層に分かれて配置される。ここで、「層」は、スロット3内における導体辺部30の径方向Rの位置を表す。以下では、スロット3内の最も径第二方向R2側(径方向外側)の層である最外層を第一層とし、そこから径第一方向R1側に向かって順に、第二層、第三層、・・・とする。
As will be described in detail later, the
本実施形態では、図6に示すように、導体辺部30が偶数層(具体的には8層)に分かれて配置されており、コイル20は偶数層巻構造(具体的には8層巻構造)とされている。すなわち、本実施形態では、スロット3内の最も径第一方向R1側(径方向内側)の層である最内層は、第八層となる。なお、図6は、相コイル21の一部の配置状態を示す図である。図6においてスロット3内に付された数字は、相コイル21(コイル20)を流れる電流の方向(後述する線状導体の延在方向)に沿った導体辺部30の配置順を示す識別番号であり、各識別番号を囲む四角形のそれぞれが、1つの導体辺部30を表している。なお、図6においては相コイル21を構成する一部の導体辺部30のみを示しているが、以下の説明では、発明の理解を容易にすべく、図6に示されていない識別番号についても言及する場合がある。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
図6では、電流の流れ方向に沿って、一対の導体辺部30(導体辺部対)のそれぞれに対して「1」から順に識別番号を割り当てている。なお、相コイル21(コイル20)には交流電流が流れるが、以下では特に断らない限り、電源側(動力線側)から中性点側に向かって流れる電流の方向(図3〜図6において矢印で示す方向)を、相コイル21(コイル20)を流れる電流の方向とする。そして、同じ番号が付された一対の導体辺部30(導体辺部対)が、1周分のコイル20を構成する。すなわち、各識別番号は、コイル20の周回順序を示している。また、各スロット3の上部に付した括弧内の数字は、スロット3の周方向Cの配列順序を示す番号である。後に参照する図4及び図5についても、図6と同様に、導体辺部30の識別番号やスロット3の配列順序を示している。
In FIG. 6, identification numbers are assigned in order from “1” to each of the pair of conductor side portions 30 (conductor side portion pair) along the current flow direction. In addition, although an alternating current flows through the phase coil 21 (coil 20), unless otherwise specified below, the direction of the current flowing from the power source side (power line side) toward the neutral point side (in FIGS. 3 to 6) The direction indicated by the arrow is the direction of the current flowing through the phase coil 21 (coil 20). A pair of conductor side portions 30 (conductor side portion pairs) to which the same numbers are attached constitute the
相コイル21は、電源或いは中性点に接続される端部を有する。本実施形態では、図6に示すように、識別番号が「1」である導体辺部30が、電源に接続される側の相コイル21の端部を構成し、識別番号が「64」である導体辺部30が、中性点に接続される側の相コイル21の端部を構成する。そして、本実施形態では、相コイル21の電源に接続される側の端部が、第一渡り部61や第二渡り部62と同じくステータコア2に対して軸第一方向L1側に配置されることで、コイルエンド部から引き出されるリード線も、第一渡り部61や第二渡り部62と同じくステータコア2に対して軸第一方向L1側に配置される。
The
2.コイルの構成
コイル20は、線状の導体である線状導体により構成されている。線状導体は、例えば、銅やアルミニウム等の金属により形成される。このような線状導体として、複数の細線を束ねた縒り線からなる導体や、延在方向に直交する断面がスロット3の断面形状に合う形状(例えば矩形状)の導体等を用いることができる。本実施形態では、コイル20は、重ね巻かつ分布巻によりステータコア2に巻装されている。なお、各相の相コイル21は、周方向Cの配設位置が異なる点を除いて同様の構成を有しているため、以下では、図3〜図6に示す1つの相コイル21(一部のみを図示)を取り上げて説明する。
2. Configuration of Coil The
図3及び図4に示すように、相コイル21は、複数の同心巻部50と複数の渡り部60とを備えている。なお、図3は、ステータ1の製造段階(以下、「第一製造段階」という。)における、相コイル21の一部の模式図であり、図4は、第一製造段階における相コイル21の一部の配置図である。図3では、ステータコア2及び治具10については、相コイル21との周方向Cの位置関係を理解できる範囲内で簡略化して示している。図4に示すように、本実施形態では、ステータコア2へのコイル20の巻装に際して治具10が用いられる。治具10の径第二方向R2側の面には、ステータコア2のスロット3と同数の治具スロット11が形成されている。図3及び図4に示すように、第一製造段階では、相コイル21を構成する複数の導体辺部30の内の一部の導体辺部30がステータコア2のスロット3に配置され、残りの全ての導体辺部30が治具スロット11に配置される。なお、治具スロット11は、径第二方向R2側に開口している点を除いて、基本的にスロット3と同様に形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図5は、第一製造段階より後の製造段階である第二製造段階における、相コイル21の一部の配置図である。具体的には、図5は、図4に示す状態から治具10をステータコア2に対して周第二方向C2側に相対回転(本例では、6スロットピッチ分相対回転)させた状態である。この相対回転に応じて、相コイル21の渡り部60やターン部22は変形する。図6は、第二製造段階より後の段階である第三製造段階における、相コイル21の一部の配置図である。具体的には、図6は、図5に示す状態から治具スロット11に配置された導体辺部30を径第二方向R2側に押し出して、当該治具スロット11に対向するステータコア2のスロット3内に挿入した状態である。そして、図6に示す相コイル21の配置状態は、完成品としてのステータ1に巻装された状態(図1に示す状態)における導体辺部30の配置状態と一致する。
FIG. 5 is a partial arrangement view of the
同心巻部50は、一対のスロット3のそれぞれに複数の導体辺部30が配置されて当該一対のスロット3間に複数回巻回されてなるコイル部(言い換えれば、「単コイル部」或いは「重ね巻部」)である。すなわち、同心巻部50は、複数本の線状導体の束で構成されている。ここで、「複数本」とは、線状導体の延在方向に直交する各断面において複数本となっていることを意味し、線状導体自体は全体として1本につながっていても良い。本実施形態では、1本の線状導体を複数回周回させることによって、複数本の線状導体の束からなる同心巻部50が形成されている。図3に示すように、同じ同心巻部50を構成する導体辺部30同士は、ターン部22により接続されている。すなわち、ステータコア2から軸方向Lに突出する同心巻部50の部分が、ターン部22を構成している。そして、詳細は後述するが、図3に示すように、連続するK個(Kは自然数を表す)の同心巻部50が同心巻セット40を構成している。後述するように、同じ同心巻セット40を構成する複数の同心巻部50は、それぞれが有する導体辺部30が互いに隣接するスロット3(1スロットピッチずれたスロット3)に配置される。
The concentric winding portion 50 includes a coil portion (in other words, a “single coil portion” or “a coil portion” in which a plurality of
本実施形態では、同心巻部50は、線状導体を偶数回(具体的には4回)周回させてなる偶数周巻コイル部(具体的には4周巻コイル部)とされている。図6において、識別番号が「M」〜「M+3」(M=1,5,9,・・・57,61)の合計8個の導体辺部30(4個の導体辺部対)が、1つの同心巻部50を構成している。そして、図3及び図4に示すように、第一製造段階では、同心巻部50が備える偶数個(本例では8個)の導体辺部30の内、電流の方向が互いに同じとなる半分の導体辺部30(第一導体辺部セット)が、ステータコア2のスロット3に配置され、電流の方向が互いに同じとなる残りの半分の導体辺部30(第二導体辺部セット)が、治具スロット11に配置される。なお、第一導体辺部セットと第二導体辺部セットとでは、電流の方向が逆向きとなる。そして、第三製造段階では、図6に示すように、同じ同心巻部50を構成する第一導体辺部セットと第二導体辺部セットとは、互いに異なるスロット3(本例では、互いに6スロットピッチ離れた2つのスロット3)に分かれて配置される。また、本実施形態では、第一導体辺部セットは、第二導体辺部セットより周第一方向C1側において、当該第二導体辺部セットより径第二方向R2側に配置される。このように、本実施形態では、同じ同心巻部50を構成する複数の導体辺部30は、互いに6スロットピッチ離れた2つのスロット3に分かれて配置される。
In the present embodiment, the concentric winding portion 50 is an even-numbered winding coil portion (specifically, a four-turn winding coil portion) formed by winding a linear conductor an even number of times (specifically, four times). In FIG. 6, a total of eight conductor side portions 30 (four conductor side portion pairs) having identification numbers “M” to “M + 3” (M = 1, 5, 9,... 57, 61) One concentric winding part 50 is comprised. As shown in FIGS. 3 and 4, in the first manufacturing stage, among the even number (eight in this example) of
また、本実施形態では、相コイル21は、同心巻部50として、巻回方向が互いに逆方向となる第一同心巻部51と第二同心巻部52とを有している。図6において、識別番号が「N」〜「N+3」(N=1,5,17,21,33,37,49,53)の合計8個の導体辺部30が、1つの第一同心巻部51を構成している。すなわち、第一同心巻部51は、径第一方向R1側から見て電流の流れ方向が時計回り方向となる同心巻部50である。また、図6において、識別番号が「P」〜「P+3」(P=9,13,25,29,41,45,57,61)の合計8個の導体辺部30が、1つの第二同心巻部52を構成している。すなわち、第二同心巻部52は、径第一方向R1側から見て電流の流れ方向が反時計回り方向となる同心巻部50である。
Moreover, in this embodiment, the
本実施形態では、図3に示すように、第一製造段階において、第一同心巻部51及び第二同心巻部52の双方が、周方向Cに見て渦巻状に周回するように形成されている。具体的には、第一同心巻部51及び第二同心巻部52のそれぞれが、周方向Cに見て、当該同心巻部50を構成する線状導体が交差することなく周回する渦巻状に形成されている。そして、図4〜図6より明らかなように、完成品としてのステータ1に巻装された状態においても、第一同心巻部51及び第二同心巻部52の双方は、周方向Cに見て渦巻状に周回する形状となる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, in the first manufacturing stage, both the first concentric winding part 51 and the second concentric winding part 52 are formed so as to circulate in a spiral shape when viewed in the circumferential direction C. ing. Specifically, each of the first concentric winding part 51 and the second concentric winding part 52 has a spiral shape that circulates without crossing the linear conductors constituting the concentric winding part 50 when viewed in the circumferential direction C. Is formed. 4 to 6, both the first concentric winding portion 51 and the second concentric winding portion 52 are seen in the circumferential direction C even in the state of being wound around the
渡り部60は、一対の同心巻部50のそれぞれの導体辺部30同士をステータコア2の軸方向Lの外側において接続するコイル部である。渡り部60は、図6に示すように、少なくとも周方向Cに延びるように形成され、互いに異なるスロット3に分かれて配置された一対の導体辺部30同士を接続する。本実施形態では、渡り部60として、第一渡り部61、第二渡り部62、及び第三渡り部63を備えている。すなわち、複数の渡り部60の内の一部が第一渡り部61に分類され、複数の渡り部60の内の別の一部が第二渡り部62に分類される。そして、本実施形態では、第一渡り部61及び第二渡り部62の何れにも分類されない渡り部60として、第三渡り部63を備えている。本実施形態では、図3〜図6に示すように、第一渡り部61、第二渡り部62、及び第三渡り部63は、全て、ステータコア2に対して軸第一方向L1側に配置される。
The
図3〜図6に示すように、相コイル21は、第一同心巻セット41と第二同心巻セット42とが交互に接続(具体的には直列接続)されて構成されている。ここで、第一同心巻セット41は、連続するK個(Kは自然数を表す)の第一同心巻部51が構成する同心巻セット40であり、第二同心巻セット42は、連続するK個の第二同心巻部52が構成する同心巻セット40である。すなわち、第一同心巻セット41と第二同心巻セット42とは、互いに異なる方向の磁極を形成する。本実施形態では、毎極毎相当たりのスロット数に合わせて、Kが「2」とされている。すなわち、本実施形態では、連続する偶数個(具体的には2個)の同心巻部50が、同心巻セット40を構成している。言い換えれば、互いに直列接続された偶数個の同心巻部50が、同心巻セット40を構成している。図3及び図4に示すように、同じ同心巻セット40を構成する同心巻部50同士は、第三渡り部63により接続されている。
As shown in FIGS. 3 to 6, the
ここで、同心巻セット40における電流の方向に沿った一方端(本例では下流側の端部)に配置される導体辺部30を第一導体辺部31とし、他方端(本例では上流側の端部)に配置される導体辺部30を第二導体辺部32とする。図6に示すように、第一同心巻セット41の第一導体辺部31と第二同心巻セット42の第二導体辺部32とが、第八層(最内層)に配置されるとともに第一渡り部61により互いに接続されている。例えば、識別番号が「8」の第一同心巻セット41の第一導体辺部31と、識別番号が「9」の第二同心巻セット42の第二導体辺部32とが、第一渡り部61により互いに接続されている。
Here, the
このように、第一渡り部61は、異なる同心巻セット40同士を接続する渡り部60である。そして、第一渡り部61は、異なるスロット3内の最内層(第八層)に配置された一対の導体辺部30同士を接続する。これにより、図1及び図2に示すように、第一渡り部61を、コイルエンド部における最も径第一方向R1側の部分を軸方向Lに延びるように配置することが容易となっている。そして、本実施形態では、図1及び図6に示すように、第一渡り部61は、周方向Cに複数分散して配置されている。なお、図1においては、同一の相コイル21に備えられる第一渡り部61及び第二渡り部62にハッチングを付している。
Thus, the
また、図6に示すように、第一同心巻セット41の第二導体辺部32と第二同心巻セット42の第一導体辺部31とが、第一層(最外層)に配置されるとともに第二渡り部62により互いに接続されている。例えば、識別番号が「17」の第一同心巻セット41の第二導体辺部32と、識別番号が「16」の第二同心巻セット42の第一導体辺部31とが、第二渡り部62により互いに接続されている。
Further, as shown in FIG. 6, the second
このように、第二渡り部62は、異なる同心巻セット40同士を接続する渡り部60である。そして、第二渡り部62は、異なるスロット3内の最外層(第一層)に配置された一対の導体辺部30同士を接続する。これにより、図1及び図2に示すように、第二渡り部62を、コイルエンド部における最も径第二方向R2側の部分を軸方向Lに延びるように配置することが容易となっている。そして、本実施形態では、図1及び図6に示すように、第二渡り部62は、周方向Cに複数分散して配置されている。なお、図1においては簡素化のため、相コイル21の端部においても、相コイル21の端部同士(図6における識別番号が「1」の導体辺部30と識別番号が「64」の導体辺部30との間)が第二渡り部62により接続されているとしてコイルエンド部を図示している。
Thus, the
本実施形態では、図6に示すように、第一同心巻セット41の第一導体辺部31が第八層(最内層)に配置されたスロット3の第一層(最外層)に、第二同心巻セット42の第一導体辺部31が配置されている。例えば、識別番号が「24」の第一同心巻セット41の第一導体辺部31が第八層に配置されたスロット3の第一層に、識別番号が「16」の第二同心巻セット42の第一導体辺部31が配置されている。また、第一同心巻セット41の第二導体辺部32が第一層(最外層)に配置されたスロット3の第八層(最内層)に、第二同心巻セット42の第二導体辺部32が配置されている。例えば、識別番号が「17」の第一同心巻セット41の第二導体辺部32が第一層に配置されたスロット3の第八層に、識別番号が「25」の第二同心巻セット42の第二導体辺部32が配置されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the first
上記のような構成を備えることで、本実施形態では、相コイル21の端部の配置箇所を除いて、第一渡り部61と第二渡り部62とが互いに同じ周方向Cの位置に配置される。更に、本実施形態では、図6に示すように、第一渡り部61及び第二渡り部62の双方が、互いに5スロットピッチ離れた2つのスロット3に分かれて配置された一対の導体辺部30同士を接続する。よって、本実施形態では、第一渡り部61と第二渡り部62とは、互いに同じ周方向Cの位置に配置されるとともに、周方向Cの幅(角度幅)が互いに同一とされる。
By providing the configuration as described above, in the present embodiment, the
次に、第一同心巻セット41及び第二同心巻セット42の構成について具体的に説明する。図3に示すように、連続する偶数個(本例では2個)の第一同心巻部51が第一同心巻セット41を構成し、連続する偶数個(本例では2個)の第二同心巻部52が第二同心巻セット42を構成している。上述したように、第一同心巻部51及び第二同心巻部52のそれぞれは、周方向Cに見て渦巻状に周回するように形成されている。そして、第一同心巻セット41及び第二同心巻セット42のそれぞれは、渦巻状の渦の方向が互いに逆方向となる正方向同心巻部53と逆方向同心巻部54とを備えている。図3に示すように、正方向同心巻部53の渦の方向は、周第二方向C2側から見て、時計回り方向に向かうに従って渦巻の中心部から離れる方向となる。また、逆方向同心巻部54の渦の方向は、周第二方向C2側から見て、反時計回り方向に向かうに従って渦巻の中心部から離れる方向となる。以下では、渦巻の中心部(最も中心部側)に配置された導体辺部30を第三導体辺部33とする。
Next, the configuration of the first concentric winding
図3に示すように、同心巻セット40のそれぞれにおいて、正方向同心巻部53の渦巻の中心部に配置された第三導体辺部33が、逆方向同心巻部54の渦巻の中心部に配置された第三導体辺部33に第三渡り部63を介して接続されている。具体的には、第一同心巻セット41は、図3に示すように、正方向同心巻部53である第一同心巻部51を1つ備えるともに、当該第一同心巻部51に対して周第一方向C1側に、逆方向同心巻部54である第一同心巻部51を1つ備えている。本実施形態では、図6に示すように、逆方向同心巻部54である第一同心巻部51は、正方向同心巻部53である第一同心巻部51が配置されるスロット3に対して周第一方向C1側に隣接するスロット3(1スロットピッチずれたスロット3)に配置される。そして、それぞれの第一同心巻部51の第三導体辺部33同士が第三渡り部63により接続される。これにより、第一同心巻セット41を構成する正方向同心巻部53と逆方向同心巻部54とは、周第二方向C2側から見て、電流の方向が共に反時計回り方向となり、互いに同じ方向の磁極を形成する。
As shown in FIG. 3, in each of the concentric winding
同様に、第二同心巻セット42は、正方向同心巻部53である第二同心巻部52を1つ備えるともに、当該第二同心巻部52に対して周第二方向C2側に、逆方向同心巻部54である第二同心巻部52を1つ備えている。本実施形態では、図6に示すように、逆方向同心巻部54である第二同心巻部52は、正方向同心巻部53である第二同心巻部52が配置されるスロット3に対して周第二方向C2側に隣接するスロット3に配置される。そして、それぞれの第二同心巻部52の第三導体辺部33同士が第三渡り部63により接続される。これにより、第二同心巻セット42を構成する正方向同心巻部53と逆方向同心巻部54とは、周第二方向C2側から見て、電流の方向が共に時計回り方向となり、互いに同じ方向(但し、第一同心巻セット41とは逆方向)の磁極を形成する。
Similarly, the second concentric winding set 42 includes one second concentric winding portion 52 that is a forward-direction concentric winding portion 53, and is opposite to the second concentric winding portion 52 in the circumferential second direction C <b> 2 side. One second concentric winding part 52 which is a direction concentric winding part 54 is provided. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the second concentric winding portion 52 that is the reverse direction concentric winding portion 54 is relative to the
図3に示すように、第一同心巻セット41の第一導体辺部31は、逆方向同心巻部54の渦巻の中心部とは反対側に配置された導体辺部30により構成され、第一同心巻セット41の第二導体辺部32は、正方向同心巻部53の渦巻の中心部とは反対側に配置された導体辺部30により構成される。一方、第二同心巻セット42の第一導体辺部31は、正方向同心巻部53の渦巻の中心部とは反対側に配置された導体辺部30により構成され、第二同心巻セット42の第二導体辺部32は、逆方向同心巻部54の渦巻の中心部とは反対側に配置された導体辺部30により構成される。よって、本実施形態では、第一同心巻セット41が備える逆方向同心巻部54の渦巻の中心部とは反対側に配置された導体辺部30と、第二同心巻セット42が備える逆方向同心巻部54の渦巻の中心部とは反対側に配置された導体辺部30とが、第一渡り部61により互いに接続される。また、第一同心巻セット41が備える正方向同心巻部53の渦巻の中心部とは反対側に配置された導体辺部30と、第二同心巻セット42が備える正方向同心巻部53の渦巻の中心部とは反対側に配置された導体辺部30とが、第二渡り部62により互いに接続される。
As shown in FIG. 3, the
そして、図6に示すように、第一同心巻セット41を構成する導体辺部30が径第二方向R2側部分(具体的には、第一層〜第四層)に配置されたスロット3の径第一方向R1側部分(具体的には、第五層〜第八層)に、第二同心巻セット42を構成する導体辺部30が配置され、第二同心巻セット42を構成する導体辺部30が径第二方向R2側部分(具体的には、第一層〜第四層)に配置されたスロット3の径第一方向R1側部分(具体的には、第五層〜第八層)に、第一同心巻セット41を構成する導体辺部30が配置されている。なお、本実施形態では、第一同心巻部51及び第二同心巻部52の双方は、周第一方向C1側の導体辺部30がスロット3における径第二方向R2側部分(具体的には、第一層〜第四層)に配置され、周第二方向C2側の導体辺部30がスロット3における径第一方向R1側部分(具体的には、第五層〜第八層)に配置される。
And as shown in FIG. 6, the
具体的には、第一同心巻セット41の正方向同心巻部53が有する導体辺部30が第一層〜第四層に配置されたスロット3の第五層〜第八層に、第二同心巻セット42の逆方向同心巻部54が有する導体辺部30が配置され、第一同心巻セット41の逆方向同心巻部54が有する導体辺部30が第一層〜第四層に配置されたスロット3の第五層〜第八層に、第二同心巻セット42の正方向同心巻部53が有する導体辺部30が配置されている。また、第二同心巻セット42の逆方向同心巻部54が有する導体辺部30が第一層〜第四層に配置されたスロット3の第五層〜第八層に、第一同心巻セット41の正方向同心巻部53が有する導体辺部30が配置され、第二同心巻セット42の正方向同心巻部53が有する導体辺部30が第一層〜第四層に配置されたスロット3の第五層〜第八層に、第一同心巻セット41の逆方向同心巻部54が有する導体辺部30が配置されている。
Specifically, the
ここで、第一同心巻セット41の正方向同心巻部53が有する導体辺部30が第一層〜第四層に配置されるスロット3を基準(以下、「基準スロット」とする。)とすると、基準スロットの周第一方向C1側に隣接するスロット3(1スロットピッチ離れたスロット3)が、第一同心巻セット41の逆方向同心巻部54が有する導体辺部30が第一層〜第四層に配置されるスロット3となる。また、基準スロットから周第一方向C1側に6スロットピッチ離れたスロット3が、第二同心巻セット42の逆方向同心巻部54が有する導体辺部30が第一層〜第四層に配置されるスロット3となる。そして、基準スロットから周第一方向C1側に7スロットピッチ離れたスロット3が、第二同心巻セット42の正方向同心巻部53が有する導体辺部30が第一層〜第四層に配置されるスロット3となる。
Here, the
図6に示すように、第一同心巻セット41と第二同心巻セット42とは、それぞれの同心巻セット40を構成する導体辺部30の電流の方向に沿った配置順が、径方向Rにおいて互いに逆の順序となっている。具体的には、第一同心巻セット41を構成する識別番号が「1」〜「8」の導体辺部30の配置から明らかなように、第一同心巻セット41を構成する導体辺部30の、電流の方向に沿った径方向Rの配置順序は、第一層、第八層、第二層、第七層、第三層、第六層、第四層、第五層、第四層、第五層、第三層、第六層、第二層、第七層、第一層、第八層の順となる。一方、第二同心巻セット42を構成する識別番号が「9」〜「16」の導体辺部30の配置から明らかなように、第二同心巻セット42を構成する導体辺部30の、電流の方向に沿った径方向Rの配置順序は、第八層、第一層、第七層、第二層、第六層、第三層、第五層、第四層、第五層、第四層、第六層、第三層、第七層、第二層、第八層、第一層の順となる。このように、第一同心巻セット41と第二同心巻セット42とは、それぞれの同心巻セット40を構成する導体辺部30の電流の方向に沿った配置順が、径方向Rにおいて互いに逆の順序となっている。
As shown in FIG. 6, the first concentric winding
上記の径方向Rにおける導体辺部30の配置順序の関係は、図3に示す第一製造段階においても成立する。そして、図3に示す状態では、第一同心巻セット41と第二同心巻セット42とは、これらを接続する渡り部60(図3では第一渡り部61)の配設位置における周方向Cに直交する面を対称面として、互いに面対称(鏡像対象)な形状となっている。すなわち、図3に示すように、第一同心巻セット41及び第二同心巻セット42の双方は、第一渡り部61から周方向Cに離れるに従って逆方向同心巻部54及び正方向同心巻部53を順に備え、周方向Cの一方側から見て、第一同心巻セット41を構成する線状導体と第二同心巻セット42を構成する線状導体とが互いに同じ或いは同様の形状となるように形成されている。
The relationship of the arrangement order of the
3.結束部材の構成
相コイル21が備える第一渡り部61及び第二渡り部62のそれぞれは、上述したように、周方向Cに複数分散配置されている。そして、本実施形態では、図1に示すように、相コイル21のそれぞれに備えられる第一渡り部61が、周方向Cの両側に配置される他相の第一渡り部61と周方向Cの位置を一部重複させた状態で、周方向Cに沿って複数配置されている。また、本実施形態では、図1に示すように、相コイル21のそれぞれに備えられる第二渡り部62が、周方向Cの両側に配置される他相の第二渡り部62と周方向Cの位置を一部重複させた状態で、周方向Cに沿って複数配置されている。なお、特定の相(例えばU相)の渡り部61,62の周方向Cの両側に配置される一対の渡り部61,62は、当該特定の相とは異なる相であって互いに異なる相(例えばV相及びW相)の渡り部61,62とされる。
3. Configuration of Bundling Member Each of the
第一渡り部61と第二渡り部62とは、結束部材90により互いに結束されている。結束部材90は、少なくとも表面が電気的絶縁性の高い材料で構成される。この結束部材90は、第一渡り部61から第二渡り部62に向かって第一渡り部61と第二渡り部62とを結ぶ方向(以下「結束方向」という。)が、径方向Rの外側(径第二方向R2側)へ向かう成分を有するように延びている。本実施形態では、結束部材90は、第一渡り部61と第二渡り部62とに交互に巻き掛けられている。
The
具体的には、本実施形態では、図1に示すように、同じ周方向Cの位置に第一渡り部61と第二渡り部62とが配置されており、結束部材90は、径方向Rに平行に径第二方向R2へ向かう方向と、周第二方向C2に向かうに従って径第二方向R2へ向かう方向との2つの方向が結束方向となるように、第一渡り部61と第二渡り部62とに交互に巻き掛けられている。なお、本実施形態では、後者の方向は、第一渡り部61と、当該第一渡り部61と同じ周方向Cの位置に配置された第二渡り部62に対して周第二方向C2側に隣接する第二渡り部62とを結ぶ方向となっている。よって、本実施形態では、結束部材90は、同じ周方向Cの位置に配置された第一渡り部61と第二渡り部62とからなる渡り部組に対して、周方向Cに隣接する渡り部組を周方向Cにおける一方側に向かって順次結束するように配置される。
Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
なお、本実施形態では、図1及び図2に示すように、第一渡り部61は、ステータコア2から軸方向Lに延出する一対の第一軸方向延在部61aと、一対の第一軸方向延在部61a同士を接続する第一周方向延在部61bとを有する。第一軸方向延在部61aと第一周方向延在部61bとの境界部には径方向Rの屈曲部が形成されており、第一周方向延在部61bは第一軸方向延在部61aより径第二方向R2側に配置されている。また、第一周方向延在部61bは、ターン部22より軸方向Lの外側(軸第一方向L1側)に配置されている。第二渡り部62は、第一軸方向延在部61aに対応する第二軸方向延在部62aと、第一周方向延在部61bに対応する第二周方向延在部62bとを有し、第二周方向延在部62bは第二軸方向延在部62aより径第一方向R1側に配置されている。また、第二周方向延在部62bは、ターン部22より軸方向Lの外側(軸第一方向L1側)に配置されている。そして、結束部材90は、第一周方向延在部61bの周方向Cの中央部に巻き掛けられるとともに、第二周方向延在部62bの周方向Cの中央部に巻き掛けられている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the
上記のような構成を備えることで、コイルエンド部においてターン部22により形成される円環状部分は、結束部材90により結束された第一渡り部61と第二渡り部62とにより径方向Rの両側から挟持され、径方向Rに沿った移動が規制される。また、当該円環状部分は、渡り部61,62と結束部材90とにより、軸方向Lの外側(軸第一方向L1側)への移動も規制される。なお、図1に示す例では、結束部材90が1本の線状部材により構成されているが、結束部材90を複数の線状部材により構成し、当該複数の線状部材が互いに異なる部分を結束する構成とすることもできる。
By providing the configuration as described above, the annular portion formed by the
4.その他の実施形態
最後に、本発明に係る回転電機用電機子の、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。
4). Other Embodiments Finally, other embodiments of the armature for a rotating electrical machine according to the present invention will be described. Note that the configurations disclosed in the following embodiments can be applied in combination with the configurations disclosed in other embodiments as long as no contradiction arises.
(1)上記の実施形態では、結束部材90が、第一渡り部61と第二渡り部62とに交互に巻き掛けられる構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、結束部材90が、複数の第一渡り部61に対して連続して巻き掛けられる構成や、結束部材90が、複数の第二渡り部62に対して連続して巻き掛けられる構成とすることもできる。
(1) In the above-described embodiment, the configuration in which the binding
(2)上記の実施形態では、結束部材90が、第一周方向延在部61bの周方向Cの中央部に巻き掛けられるとともに、第二周方向延在部62bの周方向Cの中央部に巻き掛けられる構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、結束部材90が、第一周方向延在部61bの周方向Cの何れか一方側の端部に巻き掛けられるとともに、第二周方向延在部62bの周方向Cの何れか一方側の端部に巻き掛けられる構成とすることができる。この際、第一周方向延在部61bにおいて結束部材90が巻き掛けられる部分と、第二周方向延在部62bにおいて結束部材90が巻き掛けられる部分とは、周方向Cにおける同じ側の端部としても互いに異なる側の端部としても良い。
(2) In the above embodiment, the binding
(3)上記の実施形態では、Kが「2」とされ、連続する2個の同心巻部50が同心巻セット40を構成する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、毎極毎相当たりのスロット数等に応じて、Kを「2」以外の偶数(例えば「4」)とすることもできる。また、Kは偶数に限られず、Kを奇数とすることも可能である。この場合、Kを「1」とし、同心巻セット40を構成する同心巻部50が1個である構成とすることもできる。このように、Kを奇数とする場合等においては、同心巻部50を、周方向に見て渦巻状に周回するようには形成せず、周方向に見て当該同心巻部50を構成する線状導体が交差する形状に形成することができる。 (3) In the above embodiment, the case where K is “2” and two continuous concentric winding portions 50 constitute the concentric winding set 40 has been described as an example. However, the embodiment of the present invention is not limited to this, and K may be an even number (for example, “4”) other than “2” in accordance with the number of slots per pole and each phase. Further, K is not limited to an even number, and K may be an odd number. In this case, K can be set to “1” and the concentric winding part 50 constituting the concentric winding set 40 can be configured as one. Thus, in the case where K is an odd number, the concentric winding portion 50 is not formed so as to circulate in a spiral shape when viewed in the circumferential direction, and the concentric winding portion 50 is configured when viewed in the circumferential direction. It can be formed in a shape where linear conductors intersect.
(4)上記の実施形態では、第一同心巻セット41の第一導体辺部31が第八層(最内層)に配置されたスロット3の第一層(最外層)に、第二同心巻セット42の第一導体辺部31が配置され、第一同心巻セット41の第二導体辺部32が第一層(最外層)に配置されたスロット3の第八層(最内層)に、第二同心巻セット42の第二導体辺部32が配置された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、第一同心巻セット41の第一導体辺部31が第八層(最内層)に配置されるスロット3に隣接するスロット3の第一層(最外層)に、第二同心巻セット42の第一導体辺部31が配置される構成や、第一同心巻セット41の第二導体辺部32が第一層(最外層)に配置されるスロット3に隣接するスロット3の第八層(最内層)に、第二同心巻セット42の第二導体辺部32が配置される構成とすることも可能である。
(4) In the above embodiment, the first concentric winding set 41 has the first
(5)上記の実施形態では、第一同心巻セット41を構成する導体辺部30が径第二方向R2側部分に配置されたスロット3の径第一方向R1側部分に、第二同心巻セット42を構成する導体辺部30が配置され、第二同心巻セット42を構成する導体辺部30が径第二方向R2側部分に配置されたスロット3の径第一方向R1側部分に、第一同心巻セット41を構成する導体辺部30が配置された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、第一同心巻セット41を構成する導体辺部30と、第二同心巻セット42を構成する導体辺部30とが、同じスロット3に配置されない構成とすることもできる。
(5) In the above embodiment, the second concentric winding is provided on the first radial direction R1 side portion of the
(6)上記の実施形態では、第一渡り部61の第一軸方向延在部61aと第一周方向延在部61bとについて、第一周方向延在部61bが、第一軸方向延在部61aより径第二方向R2側に配置されるとともに、第一周方向延在部61bが、ターン部22より軸方向Lの外側(軸第一方向L1側)に配置された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、第一周方向延在部61bと第一軸方向延在部61aとが同じ径方向Rの位置に配置される構成や、第一周方向延在部61bが、ターン部22の軸第一方向L1側の端面より軸第二方向L2側に配置される構成とすることも可能である。第二渡り部62の第二軸方向延在部62aと第二周方向延在部62bとについても同様である。
(6) In said embodiment, about the 1st axial
(7)上記の実施形態では、本発明に係る回転電機用電機子を、インナロータ型の回転電機のステータ1に適用した場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、本発明に係る回転電機用電機子を、アウタロータ型の回転電機のステータ1に適用することも可能である。この場合、径第一方向R1側(径方向内側)が、径方向Rにおける界磁とは反対側(反界磁側)となり、径第二方向R2側(径方向外側)が、径方向Rにおける界磁側となる。
(7) In the above embodiment, the case where the armature for a rotating electrical machine according to the present invention is applied to the
(8)その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、本願の特許請求の範囲に記載されていない構成に関しては、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 (8) Regarding other configurations as well, the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects, and the embodiments of the present invention are not limited thereto. In other words, configurations that are not described in the claims of the present application can be modified as appropriate without departing from the object of the present invention.
本発明は、円筒状のコア基準面の軸方向に延びるスロットが当該コア基準面の周方向に複数分散配置されている電機子コアと、スロット内に配置される導体辺部を有して電機子コアに巻装されるコイルと、を備えた回転電機用電機子に好適に利用することができる。 The present invention includes an armature core in which a plurality of slots extending in the axial direction of a cylindrical core reference surface are arranged in a distributed manner in the circumferential direction of the core reference surface, and a conductor side portion arranged in the slot. It can utilize suitably for the armature for rotary electric machines provided with the coil wound by the child core.
1:ステータ(回転電機用電機子)
2:ステータコア(電機子コア)
3:スロット
20:コイル
21:相コイル
30:導体辺部
31:第一導体辺部
32:第二導体辺部
40:同心巻セット
41:第一同心巻セット
42:第二同心巻セット
50:同心巻部
51:第一同心巻部
52:第二同心巻部
53:正方向同心巻部
54:逆方向同心巻部
60:渡り部
61:第一渡り部
62:第二渡り部
90:結束部材
C:周方向
L:軸方向
R:径方向
S:コア基準面
1: Stator (armature for rotating electrical machine)
2: Stator core (armature core)
3: Slot 20: Coil 21: Phase coil 30: Conductor side 31: First conductor side 32: Second conductor side 40: Concentric winding set 41: First concentric winding set 42: Second concentric winding set 50: Concentric winding part 51: First concentric winding part 52: Second concentric winding part 53: Forward concentric winding part 54: Reverse concentric winding part 60: Transition part 61: First transition part 62: Second transition part 90: Binding Member C: circumferential direction L: axial direction R: radial direction S: core reference plane
Claims (6)
前記コイルは、一対の前記スロットのそれぞれに複数の前記導体辺部が配置されて当該一対のスロット間に複数回巻回されてなる同心巻部を複数備えるとともに、一対の前記同心巻部のそれぞれの前記導体辺部同士を、前記電機子コアの軸方向の外側において接続する渡り部を複数備え、
複数の前記渡り部の内の一部である第一渡り部は、異なる前記スロット内の最も径方向内側の層である最内層に配置された一対の前記導体辺部同士を接続し、
複数の前記渡り部の内の別の一部である第二渡り部は、異なる前記スロット内の最も径方向外側の層である最外層に配置された一対の前記導体辺部同士を接続し、
前記第一渡り部から前記第二渡り部に向かって前記第一渡り部と前記第二渡り部とを結ぶ方向が前記径方向の外側へ向かう成分を有するように延びる結束部材により、前記第一渡り部と前記第二渡り部とが互いに結束されている回転電機用電機子。 The armature core having an armature core in which a plurality of slots extending in the axial direction of the cylindrical core reference surface are distributed in the circumferential direction of the core reference surface, and a conductor side portion arranged in the slot A coil wound around the armature for a rotating electric machine,
The coil includes a plurality of concentric winding portions in which a plurality of the conductor side portions are disposed in each of the pair of slots and is wound a plurality of times between the pair of slots, and each of the pair of concentric winding portions. A plurality of connecting portions that connect the conductor side portions of the armature core on the outer side in the axial direction,
The first transition part, which is a part of the plurality of transition parts, connects a pair of the conductor side parts arranged in the innermost layer which is the innermost radial direction layer in the different slots,
The second transition part, which is another part of the plurality of transition parts, connects the pair of conductor side parts arranged in the outermost layer which is the outermost layer in the radial direction in the different slots,
The binding member that extends from the first crossing portion toward the second crossing portion so that a direction connecting the first crossing portion and the second crossing portion has an outward component in the radial direction. An armature for a rotating electrical machine in which a transition part and the second transition part are bound to each other.
前記結束部材は、前記第一渡り部と前記第二渡り部とに交互に巻き掛けられている請求項1に記載の回転電機用電機子。 A plurality of the first crossover part and the second crossover part are arranged in a distributed manner in the circumferential direction,
2. The armature for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the binding member is alternately wound around the first transition part and the second transition part.
前記同心巻セットにおける前記コイルを流れる電流の方向に沿った一方端に配置される前記導体辺部が第一導体辺部であり、他方端に配置される前記導体辺部が第二導体辺部であり、
前記コイルは、巻回方向が互いに逆方向となる第一同心巻部と第二同心巻部とを有し、
前記第一同心巻部が構成する第一同心巻セットと、前記第二同心巻部が構成する第二同心巻セットとが交互に接続されて前記コイルが構成され、
前記第一同心巻セットの前記第一導体辺部と前記第二同心巻セットの前記第二導体辺部とが、前記最内層に配置されるとともに前記第一渡り部により互いに接続され、
前記第一同心巻セットの前記第二導体辺部と前記第二同心巻セットの前記第一導体辺部とが、前記最外層に配置されるとともに前記第二渡り部により互いに接続されている請求項1又は2に記載の回転電機用電機子。 Consecutive K pieces (K represents a natural number) that form a concentric winding set,
In the concentric winding set, the conductor side portion arranged at one end along the direction of the current flowing through the coil is a first conductor side portion, and the conductor side portion arranged at the other end is a second conductor side portion. And
The coil has a first concentric winding portion and a second concentric winding portion whose winding directions are opposite to each other,
The first concentric winding set constituted by the first concentric winding portion and the second concentric winding set constituted by the second concentric winding portion are alternately connected to constitute the coil,
The first conductor side part of the first concentric winding set and the second conductor side part of the second concentric winding set are arranged in the innermost layer and connected to each other by the first crossover part,
The second conductor side part of the first concentric winding set and the first conductor side part of the second concentric winding set are arranged in the outermost layer and connected to each other by the second crossing part. Item 3. The armature for a rotating electric machine according to Item 1 or 2.
前記第一同心巻セットの前記第二導体辺部が前記最外層に配置された前記スロットの前記最内層に、前記第二同心巻セットの前記第二導体辺部が配置されている請求項3に記載の回転電機用電機子。 The first conductor side of the second concentric winding set is disposed on the outermost layer of the slot in which the first conductor side of the first concentric winding set is disposed on the innermost layer;
The second conductor side part of the second concentric winding set is arranged in the innermost layer of the slot in which the second conductor side part of the first concentric winding set is arranged in the outermost layer. The armature for rotary electric machines described in 1.
前記同心巻部は、前記周方向に見て渦巻状に周回するように形成されており、
前記同心巻セットのそれぞれが、前記渦巻状の渦の方向が互いに逆方向となる正方向同心巻部と逆方向同心巻部とを備え、
前記同心巻セットのそれぞれにおいて、前記正方向同心巻部の渦巻の中心部に配置された前記導体辺部が、前記逆方向同心巻部の渦巻の中心部に配置された前記導体辺部に前記渡り部を介して接続されており、
前記第一同心巻セットが備える前記逆方向同心巻部の渦巻の中心部とは反対側に配置された前記導体辺部と、前記第二同心巻セットが備える前記逆方向同心巻部の渦巻の中心部とは反対側に配置された前記導体辺部とが、前記第一渡り部により互いに接続され、
前記第一同心巻セットが備える前記正方向同心巻部の渦巻の中心部とは反対側に配置された前記導体辺部と、前記第二同心巻セットが備える前記正方向同心巻部の渦巻の中心部とは反対側に配置された前記導体辺部とが、前記第二渡り部により互いに接続されている請求項3又は4に記載の回転電機用電機子。 The L concentric winding portions that are continuous L (L represents an even number of 2 or more) constitute the concentric winding set,
The concentric winding portion is formed so as to circulate in a spiral shape when viewed in the circumferential direction,
Each of the concentric winding sets includes a forward concentric winding portion and a reverse concentric winding portion in which directions of the spiral vortex are opposite to each other,
In each of the concentric winding sets, the conductor side portion arranged at the center portion of the spiral of the forward direction concentric winding portion is connected to the conductor side portion arranged at the center portion of the spiral of the reverse direction concentric winding portion. Connected through the crossover,
The conductor side portion disposed on the opposite side of the spiral center of the reverse concentric winding portion provided in the first concentric winding set, and the spiral of the reverse concentric winding portion provided in the second concentric winding set. The conductor side portions arranged on the side opposite to the center portion are connected to each other by the first crossover portion,
The conductor side portion disposed on the opposite side to the spiral central portion of the positive concentric winding portion provided in the first concentric winding set, and the spiral of the positive concentric winding portion provided in the second concentric winding set. 5. The armature for a rotating electrical machine according to claim 3, wherein the conductor side portion disposed on the side opposite to the center portion is connected to each other by the second crossing portion.
前記相コイルのそれぞれに備えられる前記第一渡り部が、前記周方向の両側に配置される他相の前記第一渡り部と前記周方向の位置を一部重複させた状態で、前記周方向に沿って複数配置されており、
前記相コイルのそれぞれに備えられる前記第二渡り部が、前記周方向の両側に配置される他相の前記第二渡り部と前記周方向の位置を一部重複させた状態で、前記周方向に沿って複数配置されている請求項1から5のいずれか一項に記載の回転電機用電機子。 The coil has a phase coil corresponding to each of a plurality of phases,
In the circumferential direction, the first transition part provided in each of the phase coils partially overlaps the first transition part of the other phase disposed on both sides of the circumferential direction and the circumferential position. Are arranged along
In the circumferential direction, the second transition part provided in each of the phase coils partially overlaps the second transition part of the other phase arranged on both sides of the circumferential direction and the circumferential position. The armature for rotary electric machines as described in any one of Claim 1 to 5 arrange | positioned along with.
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