JP2013223278A - Assembled conducting wire, coil using the same and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は集合導線、集合導線を用いたコイル及びその製造方法に関し、特に、複数の導線素線が束ねられ一体に構成された集合導線の構造及びその製造方法の改良に関する。 The present invention relates to a collective conducting wire, a coil using the collective conducting wire, and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a structure of a collective conducting wire in which a plurality of conducting wires are bundled and configured integrally and an improvement in the manufacturing method.
モータは、ロータと、ロータの周囲に配置されたステータとを有する。ステータは、コイルを有し、このコイルに電流が流れることにより回転磁界が発生する。この回転磁界とロータとの間に働く電磁的作用により、ロータが回転する。 The motor has a rotor and a stator disposed around the rotor. The stator has a coil, and a rotating magnetic field is generated when a current flows through the coil. The rotor is rotated by an electromagnetic action acting between the rotating magnetic field and the rotor.
上述したコイルに用いられる導線には、断面円形のものがある。一方で、コイルの占積率を高めることを一つの目的として、断面円形の導線の代わりに、断面視が略矩形の導線である平角線を使用する場合がある。しかしながら、コイルに断面矩形の導線を用いた場合、断面円形の導線に比べ、導線に生じる渦損が増加してしまう。この渦損の原理について、図4を用いて説明する。 Some conductors used in the above-described coils have a circular cross section. On the other hand, for the purpose of increasing the space factor of the coil, there is a case where a rectangular wire which is a substantially rectangular conductor wire is used instead of a conductor wire having a circular cross section. However, when a conducting wire having a rectangular cross section is used for the coil, eddy loss generated in the conducting wire is increased as compared with a conducting wire having a circular cross section. The principle of this eddy loss will be described with reference to FIG.
図4に示されるモータ100は、ロータ102と、ロータ102の周囲に配置されたステータ104とを有する。ロータ102には、周方向に間隔を空けて複数の永久磁石106が埋め込まれている。ステータ104は、円筒状のヨーク108と、周方向に等間隔にヨーク108から径方向内側にそれぞれ突出するティース110とを有する。隣接するティース110の間にあるスロット112およびティース110の周りに、断面矩形の導線である平角線114が巻き回されてコイルが形成されている。
A
モータ100の駆動時には、ロータ102が回転した際に(Z方向)、ロータ102とステータ104の間で生じる磁界変動により、ティース110から永久磁石106に流れるべき磁束の一部が、漏れ磁束116としてスロット112の開口部118側に位置する平角線114に回り込むようにして流れてしまう。また、永久磁石106からティース110に流れる磁束の一部も、そのティース110に流れ込まずに、その一部が漏れ磁束120として、開口部118側に位置する平角線114に流れてしまう。
When the
このように、本来、ティース110や永久磁石106に直接的に流れ込むべき磁束の一部が漏れ磁束116,120になり、開口部118に位置する導線に流れ込むことがある。
As described above, part of the magnetic flux that should flow directly into the
このような漏れ磁束116,120はモータトルクに寄与できず、従来から、渦損の原因になっていることが分かっている。なお、導線には、通常、銅素材が使用されているので、導線自体に電流が流れた際のジュール熱の発生による銅損と区別するため、以降、上記渦損を銅渦損と記す。
Such leakage
上述したように、コイルの占積率の向上を図るという観点から、導線に平角線を使用した場合には、スロットの開口部側に位置する導線の面積、すなわち、漏れ磁束が交差する面積が広いために、相対的に小径の断面円形の導線に比して渦損が大きくなり易く、これに起因するモータトルク性能が低下してしまう可能性がある。上記コイルの占有率の向上とともに、モータトルク性能の低下を防止するため、漏れ磁束が交差する面積の縮小化を図った導線、すなわち断面矩形の導体素線が互いに平行に複数本集合配置された集合導線が用いられる例がある。 As described above, from the viewpoint of improving the space factor of the coil, when a rectangular wire is used as the conducting wire, the area of the conducting wire located on the opening side of the slot, that is, the area where the leakage magnetic flux intersects is Since it is wide, the eddy loss is likely to be larger than that of a relatively small-diameter cross-section conducting wire, and there is a possibility that the motor torque performance resulting from this will be reduced. In order to prevent the reduction of motor torque performance as well as to improve the coil occupancy rate, a plurality of conductor wires having a reduced cross-section area, ie, conductor wires having a rectangular cross section, are arranged in parallel to each other. There are examples where collective conductors are used.
下記特許文献1には、線材絶縁膜で被覆された断面矩形の導体素線が互いに平行に複数本集合配置された集合導線が記載されている。導体素線には結着材が塗布されており、この結着材を介して導体素線同士を接着することで、集合配置する際に、互いにばらばらになることを防止している。さらに、この集合導線の最外層には絶縁膜が設けられ、集合配置された導体素線を結束して、互いにばらばらになることを防止している。 The following Patent Document 1 describes a collective conductor in which a plurality of conductor wires having a rectangular cross section covered with a wire insulating film are arranged in parallel to each other. A binder is applied to the conductor strands, and the conductor strands are bonded to each other through the binder, thereby preventing the conductor strands from being separated from each other when they are collectively arranged. Further, an insulating film is provided on the outermost layer of the collective conducting wire, and the conductor wires arranged in a collective manner are bound to prevent them from being separated from each other.
上記特許文献1のように、導体素線が結着材などの接着剤を介して互いに接着することで、集合配置された後も、互いにばらばらになることを防止することができる。しかしながら、このように導体素線が互いに接着された集合導線であっても、コイルに用いるために曲げ加工する場合、この加工により形成される曲げ部においてせん断応力が発生し、導体素線同士の剥がれが発生してしまう可能性がある。 As in Patent Document 1, the conductor wires are bonded to each other through an adhesive such as a binder, so that the conductor wires can be prevented from being separated from each other even after being arranged together. However, even in the case of a collective conducting wire in which conductor strands are bonded to each other in this way, when bending for use in a coil, shear stress is generated in the bent portion formed by this processing, and the conductor strands Peeling may occur.
本発明の目的は、新たな材料や製造工程を追加せずに、曲げ加工時の導体素線同士の剥がれを抑制することができる集合導線、集合導線を用いたコイル及びその製造方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a collective conductor, a coil using the collective conductor, and a manufacturing method thereof that can suppress peeling of conductor wires during bending without adding a new material or manufacturing process. There is.
本発明は、断面矩形の導体素線が互いに平行に複数本集合配置されて一体化した集合導線において、コイルを形成するために曲げられた曲げ部を有し、曲げ部の内周側に配置される導体素線は、その幅が他の導体素線の幅よりも小さくなるように形成されることを特徴とする。 The present invention is a collective conducting wire in which a plurality of conductor wires having a rectangular cross section are arranged in parallel with each other, and has a bent portion bent to form a coil, and is arranged on the inner peripheral side of the bent portion. The conductor wire to be formed is characterized in that its width is smaller than the width of the other conductor wires.
また、曲げ部が一方側にのみ曲げられて形成される場合、前記内周側の導体素線は、その幅が外周側に配置される導体素線の幅より小さくなるように形成されることが好適である。 Further, when the bent portion is formed by being bent only on one side, the inner conductor wire is formed so that the width thereof is smaller than the width of the conductor wire arranged on the outer periphery side. Is preferred.
また、曲げ部が一方側と他方側にそれぞれ曲げられて形成される場合、幅方向の両側に配置される導体素線は、その幅が他の導体素線の幅よりも小さくなるように形成されることが好適である。 In addition, when the bent portion is formed by bending one side and the other side, the conductor wires arranged on both sides in the width direction are formed so that the width is smaller than the width of the other conductor wires. It is preferred that
また、集合導線がステータのティースに巻き回されて構成されることが好適である。 Further, it is preferable that the assembly conducting wire is wound around the teeth of the stator.
また、本発明は、集合導線の製造方法において、少なくとも2種類の幅が異なる断面矩形の導体素線が互いに平行に複数本集合配置する配置ステップと、集合配置された導体素線を曲げて曲げ部を形成する曲げステップと、を有し、配置ステップでは、曲げ部の内周側になる予定の導体素線の幅が他の導体素線の幅より小さくなるように、導体素線が配置されることを特徴とする。 Further, the present invention provides an assembly conductor manufacturing method in which at least two types of conductor elements having rectangular cross-sections having different widths are arranged in parallel to each other, and the conductor wires arranged in an aggregate are bent and bent. A bending step for forming a portion, and in the placing step, the conductor strand is placed so that the width of the conductor strand that is planned to be on the inner peripheral side of the bent portion is smaller than the width of the other conductor strands. It is characterized by being.
本発明の集合導線、集合導線を用いたコイル及びその製造方法によれば、新たな材料や製造工程を追加せずに、曲げ加工時の導体素線同士の剥がれを抑制することができる。 According to the collective conducting wire of the present invention, the coil using the collective conducting wire, and the manufacturing method thereof, it is possible to suppress peeling of the conductor wires during bending without adding a new material or manufacturing process.
以下、本発明に係る集合導線、集合導線を用いたコイル及びその製造方法の実施形態について、図を用いて説明する。まず、本実施形態に係る集合導線について、図1,2を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る集合導線を示す斜視図であり、図2は、図1のA部を示す拡大図である。 Hereinafter, embodiments of a collective conducting wire, a coil using the collective conducting wire, and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, the collective conducting wire according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a collective conducting wire according to the present embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view showing a portion A of FIG.
集合導線10は、断面矩形の複数の導体素線12を有する。導体素線12は、導電性を有する材質、例えば銅である。導体素線12は、この表面を被膜する絶縁被膜14を有する。絶縁被膜14は、例えば酸化膜である。なお、本発明はこの構成に限定されず、導体素線12の表面を、絶縁性を有する樹脂で被膜してもよい。
The collective conducting
また、導体素線12は、図に示されるように、2行6列で互いに平行に集合配置されている。なお、導体素線12の数2行6列は一例であって、本発明はこの数に限定されず、少なくとも集合導線12の幅方向Wに複数の導体素線12が配置されていればよい。
Further, as shown in the figure, the
被膜された各導体素線12には、その表面に接着剤16が塗布され、この接着剤16を介して導体素線12同士が接着し一体化する。接着剤16は、例えば熱融着性を有する結着材である。また、接着剤16は、絶縁性を有する樹脂、例えばエポキシ系樹脂によって構成されてもよい。この場合、集合配置された導体素線12間の絶縁性能の向上を図ることができる。
An
また、集合導線10は、集合配置されて一体化された導体素線12を膜状に被覆する外部絶縁被膜18を有する。外部絶縁被膜18は、集合配置された導体素線12の最外層をしての役割と、一体化された導体素線12を結束して、互いにばらばらになることを防止している役割とを有する。外部絶縁被膜18は、絶縁性を有する樹脂である。また、集合導線10の保護の観点から、外部絶縁被膜18は、耐熱性を有する樹脂、例えばポリイミド系樹脂とすることが好適である。
In addition, the
このような構成により、集合導線10は、従来技術で説明したように、コイルに用いた場合であって、特に、図4に示す開口部118側に位置するコイルに用いた場合、漏れ磁束が交差する面積の縮小化を図ることができ、銅渦損を低減することができる。なお、本実施形態の集合導線10は、図4に示す開口部118側に位置するコイルだけに限定されず、集合導線10が、ティース110に巻き回される全てのコイルを構成してもよい。
With this configuration, the
また、集合導線10は、コイルを形成するために曲げられた曲げ部20を有する。曲げ部20は、図1に示されるように、曲げ半径の内側に位置する内周側22と、曲げ半径の外側に位置する外周側24と、これらに隣接する側面26とを有する。図1に示されるように、内周側22と外周側24は、幅方向Wにおいて互いに対向する。
The
そして、本実施形態の集合導線10においては、内周側22の導体素線12は、その幅が外周側24の導体素線12の幅より小さくなるように形成されている。
In the
一般的に、導体素線を曲げ加工した場合、この導体素線の外周側領域は伸び、一方でそれの内周側領域は縮む。そして、幅方向Wに複数本集合配置された導体素線を曲げ加工した場合、内周側に配置される導体素線の外周側領域(表面)の周方向における伸びと、この導体素線より外周側に配置される導体素線の内周側領域(表面)の周方向における縮みとによって、この領域では周長差が生じる。この周長差が大きいほど、その領域でのせん断応力が大きくなり、導体素線同士の剥がれの原因になる。 Generally, when a conductor strand is bent, the outer peripheral region of the conductor strand extends while the inner peripheral region thereof contracts. Then, when bending the conductor wires arranged in a plurality in the width direction W, the extension in the circumferential direction of the outer peripheral side region (surface) of the conductor wires arranged on the inner peripheral side, and the conductor strand Due to the shrinkage in the circumferential direction of the inner circumferential side region (surface) of the conductor wire arranged on the outer circumferential side, a circumferential length difference occurs in this region. The greater the difference in perimeter, the greater the shear stress in that region, causing the conductor strands to peel off.
本実施形態の集合導線10は、上述のように、内周側22に配置される導体素線12の幅のほうが小さい。このように内周側22の導体素線12の幅を小さくすることで、この導体素線12の外周側24領域の伸びが小さくなるので、周長差も小さくなり、結果として、せん断応力を抑制し、導体素線同士の剥がれを抑制することができる。
The
図2に示される集合導線10は、内周側22から3列分の導体素線12の幅がそれぞれ例えば0.3mmであり、それより外周側24の3列分の導体素線12の幅がそれぞれ例えば1.0mmである。このような構成によれば、導体素線12の幅がそれぞれ例えば1.0mmを4列並べ、幅方向Wの長さが同じになる集合導線の構成にくらべ、外周側24から3列目の導体素線12の内周側22領域において、周長差を約半分に低下させることができる。つまり、この領域におけるせん断応力を約半分に低減することができ、導体素線12同士の剥がれを確実に抑制することができる。
In the
なお、本実施形態においては、集合導線10が、内周側22から3列分の導体素線12の幅が、それらより外周側24に配置される導体素線12の幅より小さく形成されている場合について説明したが、本発明は、内周側に配置される、幅が小さい導体素線12の数3列に限定されず、1列や2列であっても、4列以上であってもよい。
In the present embodiment, the
次に、本実施形態の集合導線10の製造方法について説明する。まず、銅素材、例えば丸型導線から断面矩形の導体素線12を成形し、この導体素線12を加熱して表面を酸化させ絶縁被膜14を形成する。
Next, the manufacturing method of the
そして、各導体素線12にエポキシ系樹脂を接着剤16として塗装し、これらの導体素線12を平行に集合配置する。このとき、幅方向Wにおいて、幅が小さい導体素線12を内周側22に3列配置し、これらより幅が大きい導体素線12を外周側24に3列配置する。そして、集合配置された導体素線12を加熱し接着剤16を硬化させ、これらの導体素線12を一体化させる。
Then, an epoxy resin is applied to each
そして、集合配置され、接着剤16により一体化された導体素線12を、芯金を用いた曲げ加工により曲げて曲げ部20を形成する。コイル用の集合導線10においては、曲げ部20が複数個所形成され、それらの曲げ半径Rは、例えば2.5mmである。
The
曲げ部20が形成された集合導線10の表面に、外部絶縁被膜18が電着塗装又は真空蒸着などの塗装により施され、コイルに用いられる集合導線10の製造は終了する。
The outer insulating
本実施形態の集合導線10及びこの製造方法によれば、幅が小さい導体素線12を内周側22に配置するだけで、新たな材料や製造工程を追加せずに、曲げ加工時の導体素線12同士の剥がれを抑制することができる。
According to the
本実施形態においては、一方側(図1における右回り)に曲げられて形成される曲げ部20の内周側22に、幅がより小さい導体素線12を配置する場合について説明した、本発明はこの構成に限定されない。幅がより小さい導体素線12が、曲げ部20の内周側22に配置されるのであれば、図3に示されるような構成とすることもできる。
In the present embodiment, the present invention has been described with respect to the case where the
図3は、別の実施形態に係る集合導線10を示す斜視図である。この集合導線10は、一方側(図3における右回り)と他方側(図3における左回り)にそれぞれ曲げられて形成された曲げ部20を有する。このように曲げ部20が両方向に曲げられている場合、幅方向Wの両側に配置される導体素線12は、その幅が、幅方向Wの中央に配置される他の導体素線12の幅よりも小さくなるように形成される。幅方向Wの両側に配置された導体素線12は、各曲げ部20において、それぞれ内周側22に位置することになる。
FIG. 3 is a perspective view showing a
このような構成により、曲げ加工時、内周側22から3列目の導体素線12の外周側24領域において、周長差を低下させることができる。つまり、この領域におけるせん断応力を低減することができ、導体素線12同士の剥がれを確実に抑制することができる。
With such a configuration, it is possible to reduce the circumferential length difference in the outer
10 集合導線、12 導体素線、14 絶縁被膜、16 接着剤、18 外部絶縁被膜、20 曲げ部、22 内周側、24 外周側、26 側面。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
コイルを形成するために曲げられた曲げ部を有し、
曲げ部の内周側に配置される導体素線は、その幅が他の導体素線の幅よりも小さくなるように形成される、
ことを特徴とする集合導線。 In a set conductor wire in which a plurality of conductor wires having a rectangular cross section are arranged in parallel and integrated with each other,
Having a bend bent to form a coil;
The conductor strands arranged on the inner peripheral side of the bent portion are formed so that the width is smaller than the width of the other conductor strands.
A collective conductor characterized by that.
曲げ部が一方側にのみ曲げられて形成される場合、前記内周側の導体素線は、その幅が外周側に配置される導体素線の幅より小さくなるように形成される、
ことを特徴とする集合導線。 The assembly conductor according to claim 1,
When the bent portion is formed by being bent only on one side, the inner conductor wire is formed so that the width thereof is smaller than the width of the conductor wire arranged on the outer periphery side,
A collective conductor characterized by that.
曲げ部が一方側と他方側にそれぞれ曲げられて形成される場合、幅方向の両側に配置される導体素線は、その幅が他の導体素線の幅よりも小さくなるように形成される、
ことを特徴とする集合導線。 The assembly conductor according to claim 1,
When the bent portion is formed by being bent to one side and the other side, the conductor wires arranged on both sides in the width direction are formed so that the width is smaller than the width of the other conductor wires. ,
A collective conductor characterized by that.
集合導線がステータのティースに巻き回されて構成される、
ことを特徴とするコイル。 A coil using the collective conducting wire according to any one of claims 1 to 3,
The assembly conductor is wound around the teeth of the stator.
A coil characterized by that.
少なくとも2種類の幅が異なる断面矩形の導体素線が互いに平行に複数本集合配置する配置ステップと、
集合配置された導体素線を曲げて曲げ部を形成する曲げステップと、
を有し、
配置ステップでは、曲げ部の内周側になる予定の導体素線の幅が他の導体素線の幅より小さくなるように、導体素線が配置される、
ことを特徴とする集合導線の製造方法。 In the manufacturing method of the assembly conductor,
An arrangement step in which a plurality of conductor wires having rectangular cross-sections having different widths are arranged in parallel to each other;
A bending step of bending the conductor wires arranged together to form a bent portion;
Have
In the placement step, the conductor strands are placed so that the width of the conductor strand scheduled to be on the inner peripheral side of the bent portion is smaller than the width of the other conductor strands.
The manufacturing method of the assembly conducting wire characterized by the above-mentioned.
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CN114244047A (en) * | 2021-11-23 | 2022-03-25 | 广东上水能源科技有限公司 | Method for manufacturing winding rotor winding of brushless double-fed motor |
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