JP2014075862A - Motor, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インナーロータ型のモータに関し、その中でも特に、ティースごとにコイルが整列巻きされているステータの構造に関する。 The present invention relates to an inner rotor type motor, and more particularly to a structure of a stator in which coils are aligned and wound for each tooth.
一般に、この種のモータのステータでは、円筒状のヨークの内側に複数のティースが設けられている。これらティースは、絶縁性のインシュレータで被覆されており、ヨークの内周面から回転中心に向かって放射状に突出している。コイルは、これらティースに電線を巻き付けて形成される。 In general, in a stator of this type of motor, a plurality of teeth are provided inside a cylindrical yoke. These teeth are covered with an insulating insulator and project radially from the inner peripheral surface of the yoke toward the center of rotation. The coil is formed by winding an electric wire around these teeth.
電線の巻き付け方には、分布巻きや集中巻きがある。集中巻きの場合、ティースごとにコイルが形成される。具体的には、ティースの間のスロット(空間)に電線を通しながら、個々のティースに電線を巻き付けてコイルが形成される。 There are distributed winding and concentrated winding methods for winding the electric wire. In the case of concentrated winding, a coil is formed for each tooth. Specifically, a coil is formed by winding an electric wire around each tooth while passing the electric wire through a slot (space) between the teeth.
電線を整列させながらティースに巻き付ける、いわゆる整列巻は、多くのモータで採用されている。 The so-called aligned winding, in which the electric wires are aligned and wound around the teeth, is used in many motors.
例えば、特許文献1のモータでは、ティースの幅、すなわちスロットに面する両側面間の寸法が、根本側から先端側まで一様な角柱形状に形成されており、整列巻を安定して行うために、ティースの両端面に、電線の巻き付け方向を誘導する一群の案内溝が設けられている。一方の各案内溝は、平行に配置され、他方の各案内溝は、電線を1本ずつずらすため、1ピッチ分だけ傾斜して配置されている。 For example, in the motor of Patent Document 1, the width of the teeth, that is, the dimension between both side surfaces facing the slot is formed in a uniform prismatic shape from the base side to the tip side, so that aligned winding can be performed stably. In addition, a group of guide grooves for guiding the winding direction of the electric wire is provided on both end faces of the teeth. Each one guide groove is arranged in parallel, and each other guide groove is arranged to be inclined by one pitch in order to shift the electric wires one by one.
ティースの形状は、特許文献1のモータのように角柱形状が一般的であるが、ティースの幅が、根本側から先端側に次第に小さくなるように形成されたテーパー形状のものもある(特許文献2,3)。 The shape of the teeth is generally a prismatic shape like the motor of Patent Document 1, but there is also a tapered shape in which the width of the teeth is gradually reduced from the root side to the tip side (Patent Document). 2, 3).
モータ性能の向上を図るうえで、コイルの占積率の向上は重要な課題であり、整列巻きは、コイルの占積率の向上にとって有効な手段の1つである。 In order to improve motor performance, improvement of the coil space factor is an important issue, and aligned winding is one of the effective means for improving the coil space factor.
この点、図1の(a)に示すように、ティース100の形状が角柱形状であれば、電線101aの一層目を巻き付ける際、ティース100の根本から先端まで、電線101aを同じ状態で巻き付けることができる。そのため、電線1本分のピッチで巻き付けるだけで比較的容易に整列巻を安定して行える。
In this regard, as shown in FIG. 1A, if the shape of the
ところが、この場合、スロット102の横断面は、ティース100の根本部分が広がる台形状になる。そのため、隣接するコイル101の間に隙間が生じ易いという問題がある。隙間を小さくするために、コイル101の巻き終わり側の部分をその隙間に集めると、電線101aが崩れて乱れ易いし、巻き付け工程が複雑になる。
However, in this case, the cross section of the
対して、図1の(b)に示すように、ティース100の形状がテーパー形状であれば、スロット102の横断面を矩形状にできるため、最後まで整列巻きで電線101aを巻き付けることによって、隣接するコイル101の間の隙間を小さくできる。
On the other hand, as shown in FIG. 1 (b), if the shape of the
ところが、ティースの形状をテーパー形状にした場合、電線の一層目を巻き付ける際、電線の巻き付け状態が絶えず変化するため、コイルがずれ動くなどして、安定した整列巻きを行なうのは難しい。 However, when the shape of the teeth is tapered, the winding state of the wire constantly changes when the first layer of the wire is wound, so that it is difficult to perform stable aligned winding because the coil is displaced.
テーパー形状のティースで安定した整列巻を実現するため、例えば、特許文献3のモータでは、断面六角形の巻線を採用して断面三角形のガイドで案内している。この方法によれば、整列巻きを安定して行えるが、巻線が特殊であるため、部材コストや汎用性の面で不利がある。
In order to realize stable aligned winding with tapered teeth, for example, in the motor of
断面の丸い一般的な電線の場合、特許文献1のように、単に電線のピッチに合わせてガイドを形成するだけでは、隣り合う電線どうしがぶつかるため、電線を適切に誘導できない。 In the case of a general electric wire having a round cross section, as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133620, by simply forming a guide according to the pitch of the electric wire, adjacent electric wires collide with each other, so that the electric wire cannot be guided properly.
そこで、本発明の目的は、テーパー形状のティースに、普通の電線を安定して整列巻でき、コイルの占積率の向上が図れるモータを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor capable of stably winding an ordinary electric wire on a tapered tooth and improving the coil space factor.
本発明に係るモータは、回転軸を中心に回転するロータがステータの内側に配置されているモータである。前記ステータは、円筒状のヨークと、前記ヨークの内周面から前記回転軸に向かって放射状に突出する複数のティースと、隣接した前記ティース間に形成されるスロットに通しながら、個々の前記ティースに電線を層状に巻き付けて形成される複数のコイルとを備える。 The motor according to the present invention is a motor in which a rotor that rotates about a rotation shaft is disposed inside a stator. The stator passes through a cylindrical yoke, a plurality of teeth projecting radially from the inner peripheral surface of the yoke toward the rotation axis, and a slot formed between the adjacent teeth. And a plurality of coils formed by winding an electric wire in layers.
前記スロットに面する前記ティースの両側面は、対称的に、前記ヨーク側から突端に向かって次第に近づくように傾斜している。第1層の前記電線は、前記ティースに設けられたガイド部によって誘導されながら、整列した状態で前記ヨーク側から順に前記ティースに巻き付けられている。 Both side surfaces of the teeth facing the slot are symmetrically inclined so as to gradually approach from the yoke side toward the protruding end. The electric wires of the first layer are wound around the teeth in order from the yoke side in an aligned state while being guided by a guide portion provided on the teeth.
そして、前記回転軸の方向から見て、その一方に臨む前記第1層の電線は、前記ティースの中心線に直交して延びた状態で、隙間を隔てて互いに平行に配置され、その他方に臨む前記第1層の電線は、前記中心線に対して傾斜して延びた状態で、隙間を隔てて互いに非平行に配置されている。 When viewed from the direction of the rotation axis, the first-layer electric wires facing one of them are arranged parallel to each other with a gap in a state extending perpendicular to the center line of the teeth, The first-layer electric wires facing each other are arranged so as to be inclined with respect to the center line and are arranged non-parallel to each other with a gap therebetween.
すなわち、このモータは、インナーロータ型のモータであり、そのステータのティースは、テーパー形状に形成されている。そして、そのティースに電線を巻き付けて層状のコイルが形成されている。第1層の電線は、ティースに設けられたガイド部に誘導されて整列巻きされており、その一端側は、隙間を隔てて互いに平行に配置され、その他端側は、電線を移行するために、傾斜しながら隙間を隔てて互いに非平行に配置されている。 That is, this motor is an inner rotor type motor, and the teeth of the stator are formed in a tapered shape. And the electric wire is wound around the teeth and the layered coil is formed. The first layer electric wires are guided and aligned by a guide portion provided on the teeth, and one end side thereof is arranged in parallel with a gap, and the other end side is for moving the electric wire. These are arranged non-parallel to each other with a gap while being inclined.
このように、隣り合う電線間に隙間を設けることで、電線どうしのぶつかりを無くすことができる。従って、ガイドで適正に電線を誘導することができるようになり、電線を安定して位置決めできる。 Thus, by providing a gap between adjacent electric wires, it is possible to eliminate collisions between the electric wires. Accordingly, the electric wire can be properly guided by the guide, and the electric wire can be positioned stably.
更に、電線の移行部位の傾きは互いに非平行となっているので、電線のピッチを一定に保ちながら、テーパー形状のティースであっても安定した整列巻きが実現できる。 Furthermore, since the inclinations of the transition portions of the electric wires are not parallel to each other, stable aligned winding can be realized even with a tapered tooth while keeping the pitch of the electric wires constant.
具体的には、前記電線の外径をAとし、前記第1層の電線のピッチをPとしたとき、P>Aとなるように設定すればよい。 Specifically, when the outer diameter of the electric wire is A and the pitch of the first layer electric wire is P, it may be set so that P> A.
例えば、前記中心線に対する前記ティースの各側面の傾斜角度をδとし、最も前記ヨーク側に位置するとともに前記ティースを挟んで対向している2本の前記第1層の電線の中心間の距離をWとしたとき、P≧A/Cos(θ+δ),但し、θ=ArcSin(A/W)となるように設定することができる。 For example, the inclination angle of each side surface of the tooth with respect to the center line is δ, and the distance between the centers of the two first-layer electric wires that are located closest to the yoke side and that are opposed to each other with the teeth interposed therebetween. When W, P ≧ A / Cos (θ + δ), where θ = ArcSin (A / W) can be set.
そうすれば、幾何学的条件に基づいて、適正なピッチを容易に得ることができる。 Then, an appropriate pitch can be easily obtained based on geometric conditions.
この場合、前記スロットの個数をSとし、前記ヨークの内周面の直径をDとし、前記ヨークの内周面上における前記スロットの幅に対する前記ティースの幅の比率をKとしたとき、Wの値に、π×D/(2×S)×K+Aの近似値を用いることができる。 In this case, when the number of the slots is S, the diameter of the inner peripheral surface of the yoke is D, and the ratio of the width of the teeth to the width of the slot on the inner peripheral surface of the yoke is K, W An approximate value of π × D / (2 × S) × K + A can be used as the value.
そうすれば、ステータの各条件と電線の外径とから、最適なピッチの設定を得ることができるので、ステータの設計が容易にできる。 If it does so, since the setting of an optimal pitch can be obtained from each condition of a stator and the outer diameter of an electric wire, the design of a stator can be performed easily.
具体的には、上述した関係式に基づいて、前記第1層の電線のピッチPと前記スロットの個数Sとの対応関係を求める第1ステップと、
前記対応関係に基づいて前記ピッチP及び前記スロットの個数Sを設定する第2ステップと、を含む方法を用いて、モータを製造すればよい。
Specifically, based on the above-described relational expression, a first step for obtaining a correspondence relationship between the pitch P of the first-layer electric wires and the number S of the slots;
A motor may be manufactured using a method including the second step of setting the pitch P and the number S of slots based on the correspondence.
その際には、前記第2ステップにおいて、前記スロットの個数Sを、前記ピッチPが最小値となるスロット数に設定するのが好ましい。 In that case, it is preferable that in the second step, the number S of slots is set to the number of slots where the pitch P is a minimum value.
本発明によれば、テーパー形状のティースに、普通の電線を安定して整列巻できるようになるので、コイルの占積率の向上が図れる。 According to the present invention, since an ordinary electric wire can be stably aligned and wound around a tapered tooth, the space factor of the coil can be improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the following description is merely illustrative in nature and does not limit the present invention, its application, or its use.
図2に、本実施形態のモータ1を示す。このモータ1は、インナーロータ型のブラシレスモータであり、円柱状のロータ2が、モータケース3の内面に固定された円筒状のステータ4の内側に、僅かな隙間を隔てて配置されている。ロータ2の中央部には、ロータ2と中心を一致させた状態でシャフト5が固定されている。シャフト5は、モータケース3に回転自在に支持されており、ロータ2及びシャフト5は回転軸Jを中心に回転する。
FIG. 2 shows the motor 1 of the present embodiment. The motor 1 is an inner rotor type brushless motor, and a
ステータ4は、ヨーク41やティース42、コイル44などで構成されている。
The
ヨーク41は、円筒状の形状を有し、モータケース3の内面に固定されている。ティース42は、ヨーク41に対して複数設けられており、ヨーク41の内周面から回転軸Jに向かって放射状に等間隔で突出している。ティース42の突端の両側には、一対の鍔部43,43が設けられており、これら鍔部43は周方向に逆向きに張り出している。
The
ヨーク41及びティース42は、コア45とインシュレータ46とで構成されている。コア45は、磁性体であり、例えば、回転軸Jの方向に鋼板を積層して形成されている。インシュレータ46は、例えば、絶縁性の樹脂成型品である。コア45のティース42やヨーク41の表面の大部分はインシュレータ46によって被覆されている。
The
周方向に隣接する2つのティース42の間には、回転軸Jの方向から見た断面が矩形のスロット47(空間)が形成されている。コイル44は、これらスロット47に電線50を通しながら、個々のティース42に電線50を巻き付けて形成されている(集中巻き)。
A slot 47 (space) having a rectangular cross section viewed from the direction of the rotation axis J is formed between two
用いられる電線50は、断面の輪郭が円形をした普通の電線であり、その表面は絶縁性の薄膜で被覆されている。電線50は、同じピッチで整列させながらティース42に層状に巻き付けられている(整列巻き)。各層の電線50は、最外層に至るまで、その内側に巻き付けられた電線50に重ねて整列した状態で巻き付けられている。
The
その結果、コイル44の外周面は平坦になり、同じスロット47内に位置する隣接した2つのコイル44の外周面は、互いに平行に位置し、僅かな隙間を隔てて対向している。
As a result, the outer peripheral surface of the
図3に示すように、ティース42は、テーパー形状に形成されており、スロット47に面するティース42の両側面42r,42lは、それぞれ左右対称的に、ヨーク41の側から突端に向かって次第に近づくように傾斜している。従って、回転軸Jの方向に面するティース42の両端面42t,43uは、ヨーク41の側から突端に向かって次第に幅が小さくなっている。
As shown in FIG. 3, the
側面42r,42lと端面42t,43uとによって構成されるティース42の四隅の縁部には、その縁部に沿って複数の凹凸形状をしたガイド部48が形成されている。ガイド部48は、電線50を所定の巻き付け位置に誘導するために設けられており、このガイド部48の場合、凹部に電線50が嵌り込むことによって電線50が位置決めされる。
On the four corners of the
図4に示すように、電線50は、ティース42のヨーク41側から順に巻き付けられる。
As shown in FIG. 4, the
詳しくは、電線50を、ティース42の上方からティース42の右側のスロット47に通して巻き始めた場合、電線50は、最もヨーク41の側に位置するように、まず、ティース42の付け根部分に沿って、右側面42r、下端面42u、左側面42lの順に巻き付けられる。
Specifically, when the
なお、特に言及しない限り、便宜上、上下左右等の方向については、図3や図4を基準に説明する。 Unless otherwise specified, the directions such as up, down, left, and right will be described with reference to FIGS. 3 and 4 for the sake of convenience.
そうして、再度、電線50が上端面42tの側に来たとき、右側面42rに沿って巻き付けた電線50と隣接するように、斜めに位置をずらしてティース42の上端面42tに巻き付けられる。その後は、図5に示すように、先と同様にして、電線50が、最もヨーク41の側に位置するように、先に巻き付けた電線50に沿って、右側面42r、下端面42u、左側面42lの順に巻き付けられる。その後も繰り返し同じようにして、ティース42の先端に至るまで、同じピッチで整列した状態で電線50がティース42に巻き付けられる。そうすることによってコイル44の第1層目が形成される。
Then, when the
ところが、テーパー形状のティースの場合、角柱形状のティースのように、単に電線50のピッチに合わせてガイド部48を形成するだけでは、隣り合う電線50どうしがぶつかって適正に巻き付けることができない。
However, in the case of tapered teeth, just by forming the
この点、図6を用いて説明すると、電線50が平行となるピッチで電線50を巻き付けた場合、ティース42が傾斜しているため、ティース42の巻き始め側となっている右側面42rに電線50を巻き付ける際、先に巻き付けた電線50と重なってぶつかる部分(網目部分)が発生する。その結果、電線50がガイド部48に乗り上げたりするなど、電線50を位置決めすることが困難になって電線50の整列状態が崩れるおそれがある。
In this regard, with reference to FIG. 6, when the
そこで、このモータ1では、テーパー形状のティース42であっても安定して整列巻きが行えるように、第1層目の電線50(以下、単に電線50fともいう)の配置が工夫されている。
Therefore, in this motor 1, the arrangement of the first-layer electric wires 50 (hereinafter also simply referred to as
図7に、回転軸Jの方向を上端面42t側から見た電線50fの配置状態を示す。
In FIG. 7, the arrangement | positioning state of the
そこでの電線50fは、電線50fが次の巻き付け位置に移行するようにティース42に巻き付けられており、電線50fにおける回転軸Jの方向に臨んでいる部位の一群は、ティース42の中心線Cに対して傾斜して延びた状態で、隙間を隔てて互いに非平行に配置されている。
The
詳しくは、右側面42rから下端面42u、左側面42l及び上端面42tに至るまで、これら各面に沿ってティース42に巻き付けられた電線50fを一巻きとし、巻き始めの一巻きを第1コイル要素51a、第1コイル要素51aに続いて巻き付けられる一巻きを第2コイル要素51b、以降、順に第3コイル要素51c,…としたとする。
Specifically, from the
そうした場合において、第1コイル要素51aにおける上端面42tの上に位置している部位(この部位を移行部位52ともいう)は、第2コイル要素51bの移行部位52と互いに僅かな隙間sを隔てて位置しており、第2コイル要素51bの移行部位52は、第3コイル要素51cの移行部位52と互いに僅かな隙間s1を隔てて位置している。第4コイル要素51d等の移行部位52も同様に、互いに隣接する各コイル要素51(包括的に符号51を用いる)の移行部位52と僅かな隙間s1を隔てて位置している。
In such a case, a portion of the
具体的には、各コイル要素51を構成している電線50fのピッチP、詳しくは、ティース42の左側面42l及び右側面42rにおける互いに隣接している各電線50fの中心間の距離は、電線50の外径Aよりも大きく設定されている(P>A)。
Specifically, the pitch P of the
隙間s1を設けたことによって電線50fがぶつかる部分が無くなる結果、ガイド部48で適正に電線50fを誘導することができるようになり、電線50fを安定して位置決めできる。
By providing the gap s1, there is no portion where the
そして、第2コイル要素51bの移行部位52の傾きは、第1コイル要素51aの移行部位52の傾きよりも大きく、また、第3コイル要素51cの移行部位52の傾きは、第2コイル要素51bの移行部位52の傾きよりも大きく、それぞれ、互いに非平行となっている。第4コイル要素51d等の移行部位52も同様に、1つ前のコイル要素51の移行部位52の傾きよりも大きく、互いに非平行となっている。
The inclination of the
電線50fの移行部位52をこのように配置することで、電線50fのピッチPを一定に保ちながら、テーパー形状のティース42であっても安定した整列巻きが実現できる。
By arranging the
すなわち、図8に示すように、下端面42uにおける各コイル要素51の電線50fは、ティース42の中心線Cに直交して延びた状態で隙間s2を隔てて互いに平行に配置され、また、図9に示すように、右側面42rや左側面42lにおける各コイル要素51の電線50fも、隙間s3を隔てて互いに平行に配置される。
That is, as shown in FIG. 8, the
従って、各コイル要素51は、前後に隣接するコイル要素51と接触せずにティース42に巻き付けられるため、安定した整列巻きが実現できる。
Therefore, each
しかしながら、隙間s1,s2,s3が大きくなればなるほど占積率は低下するため、ピッチPは極力小さい方が好ましい。 However, since the space factor decreases as the gaps s1, s2, and s3 become larger, the pitch P is preferably as small as possible.
そこで、幾何学的条件に基づいて最適なピッチPが得られる設定について検討を行った。 Then, the setting which can obtain the optimal pitch P based on geometric conditions was examined.
図7及び図10を参照しながら、その設定について説明する。図10は、回転軸Jの方向から見た左側面42l側に位置する電線50fを表している。
The setting will be described with reference to FIGS. FIG. 10 shows the
まず、中心線Cに対するティース42の左側面42l及び右側面42rの傾斜角度をδとする。そして、図7に示したように、最もヨーク41側に位置し、ヨーク41の内周面に接している第1コイル要素51aにおいて、ティース42を挟んで左右に対向している2本の電線50fの中心間の距離をWとする。
First, δ is an inclination angle of the left side surface 42l and the
そうしたとき、電線50fのピッチP及び電線50fの外径Aが、次の第1関係式を満たすように設定する。
At that time, the pitch P of the
P≧A/Cos(θ+δ),但し、θ=ArcSin(A/W):第1関係式 P ≧ A / Cos (θ + δ), where θ = ArcSin (A / W): first relational expression
第1関係式を満たすピッチPに設定することで、テーパー形状のティース42でも安定した整列巻きが容易に実現できる。各コイル要素51の間の隙間sを小さくできるため、小さい値のピッチPを採用するのが好ましい。
By setting the pitch P to satisfy the first relational expression, stable aligned winding can be easily realized even with the tapered
例えば、第1関係式で等式が成り立つようにピッチPを設定すれば、最小のピッチPを得ることができる。具体的には、図11に示すように、回転軸Jの方向から見た左側面42l側、すなわち、電線50fの巻き返し側(巻き始め側の反対側)で隣接する電線50fが、互いに点接触するように設定すればよい。
For example, if the pitch P is set so that the equation is established by the first relational expression, the minimum pitch P can be obtained. Specifically, as shown in FIG. 11, the adjacent
ただし、電線50fの外径Aやスロット数S等、モータ1の仕様によって、様々な条件が求められるため、第1関係式を満たす範囲で適宜設定することができる。
However, since various conditions are calculated | required by the specifications of the motor 1, such as the outer diameter A of the
なお、Wの値は、ステータ4の構成を特定する各数値を用いて近似してもよい。
The value of W may be approximated using each numerical value that specifies the configuration of the
具体的には、スロット47の個数をSとし、ヨーク41の内周面の直径をDとする(図2参照)。そして、図12に示すように、ヨーク41の内周面上におけるスロット47の幅Lsに対するティース42の幅Ltの比率をKとする。
Specifically, the number of
そうしたとき、Wの値を次の第2関係式を用いて近似する。 In such a case, the value of W is approximated using the following second relational expression.
W≒π×D/(2×S)×K+A:第2関係式 W≈π × D / (2 × S) × K + A: second relational expression
そうすれば、ステータ4の各条件と電線50fの外径とから、最適なピッチPの設定を得ることができるので、ステータ4の設計が容易になる。
If it does so, since the setting of the optimal pitch P can be obtained from each condition of the
具体的には、テーパー形状のティース42を有するステータ4を製造する際、第1関係式及び第2関係式に基づいて、ピッチPとスロット数Sとの対応関係を求めた後、その対応関係に基づき、モータ1の仕様に応じたピッチP及びスロット数Sを設定すればよい。
Specifically, when the
図13に、ピッチP及びスロット数Sの対応関係を表したグラフを示す。実線及び破線は、それぞれ、Aの値が同じで、上述したDやKの値が異なる2つの対応関係を示している。 FIG. 13 is a graph showing the correspondence between the pitch P and the slot number S. A solid line and a broken line indicate two correspondences having the same value of A but different values of D and K described above.
図13に示すように、電線50fの外径Aが同じでも、スロット数SによってピッチPの最小値は異なるため、スロット数Sが予め設定されている場合には、そのスロット数Sで最も小さい値のピッチPを設定するのが好ましい。
As shown in FIG. 13, even if the outer diameter A of the
特に、スロット数Sが選択できる場合には、ピッチPが最小値となるスロット数Sを選択するのが好ましい。 In particular, when the number of slots S can be selected, it is preferable to select the number of slots S at which the pitch P is the minimum value.
図13に示すように、ピッチP及びスロット数Sの対応関係を示す関数曲線には極小値が認められ、ピッチPが最小となるスロット数Sが存在する(図例では、20個付近)。従って、このような対応関係に基づいて、ピッチPが最小値となるスロット数Sを選択するとともにピッチPを最小値に設定することで、テーパー形状のティース42で安定した整列巻きを実現しながら、ピッチPを最適化することができ、電線50fの占積率を向上させることができる。
As shown in FIG. 13, the function curve indicating the correspondence relationship between the pitch P and the number of slots S has a minimum value, and there are the number of slots S at which the pitch P is minimum (in the example shown, around 20). Therefore, based on such a correspondence relationship, by selecting the number of slots S at which the pitch P is the minimum value and setting the pitch P to the minimum value, while realizing stable aligned winding with the tapered
なお、本発明にかかるモータ等は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。 In addition, the motor according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various other configurations.
例えば、実施形態では、説明の便宜上、上下左右等の方向を用いたが、これら方向は一例に過ぎない。例えば、電線50fは、ティース42の左側面42l側から巻き始めてもよいし、ティース42の下方から巻き始めてもよい。
For example, in the embodiment, directions such as up, down, left, and right are used for convenience of explanation, but these directions are only examples. For example, the
ステータのコアは、複数の分割コアを連結したものであってもよい。 The stator core may be formed by connecting a plurality of divided cores.
1 モータ
2 ロータ
4 ステータ
41 ヨーク
42 ティース
42t 上端面
42u 下端面
42r 右側面
42l 左側面
44 コイル
46 インシュレータ
47 スロット
48 ガイド部
50 電線
J 回転軸
C 中心線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記ステータは、
円筒状のヨークと、
前記ヨークの内周面から前記回転軸に向かって放射状に突出する複数のティースと、
隣接した前記ティース間に形成されるスロットに通しながら、個々の前記ティースに電線を層状に巻き付けて形成される複数のコイルと、
を備え、
前記スロットに面する前記ティースの両側面は、対称的に、前記ヨーク側から突端に向かって次第に近づくように傾斜し、
第1層の前記電線は、前記ティースに設けられたガイド部によって誘導されながら、整列した状態で前記ヨーク側から順に前記ティースに巻き付けられ、
前記回転軸の方向から見て、
その一方に臨む前記第1層の電線は、前記ティースの中心線に直交して延びた状態で、隙間を隔てて互いに平行に配置され、
その他方に臨む前記第1層の電線は、前記中心線に対して傾斜して延びた状態で、隙間を隔てて互いに非平行に配置されているモータ。 A rotor in which a rotor rotating around a rotation axis is arranged inside a stator,
The stator is
A cylindrical yoke,
A plurality of teeth projecting radially from the inner peripheral surface of the yoke toward the rotation axis;
A plurality of coils formed by winding a wire around each of the teeth while passing through a slot formed between adjacent teeth;
With
Both side surfaces of the teeth facing the slot are symmetrically inclined so as to gradually approach from the yoke side toward the protruding end,
The electric wire of the first layer is wound around the teeth in order from the yoke side in an aligned state while being guided by a guide portion provided on the teeth.
Seen from the direction of the rotation axis,
The first-layer electric wires facing one of them are arranged parallel to each other with a gap in a state extending perpendicular to the center line of the teeth,
The motor of the first layer facing the other side is arranged in a non-parallel manner with a gap in a state where the electric wire of the first layer extends while being inclined with respect to the center line.
前記電線の外径をAとし、前記第1層の電線のピッチをPとしたとき、P>Aとなるように設定されているモータ。 The motor according to claim 1,
A motor set so that P> A, where A is the outer diameter of the electric wire and P is the pitch of the first layer electric wire.
前記中心線に対する前記ティースの各側面の傾斜角度をδとし、最も前記ヨーク側に位置するとともに前記ティースを挟んで対向している2本の前記第1層の電線の中心間の距離をWとしたとき、
P≧A/Cos(θ+δ),但し、θ=ArcSin(A/W)となるように設定されているモータ。 The motor according to claim 2,
The inclination angle of each side surface of the teeth with respect to the center line is δ, and the distance between the centers of the two first-layer electric wires that are located closest to the yoke and are opposed to each other with the teeth interposed therebetween is W. When
P ≧ A / Cos (θ + δ), where θ = ArcSin (A / W).
前記スロットの個数をSとし、前記ヨークの内周面の直径をDとし、前記ヨークの内周面上における前記スロットの幅に対する前記ティースの幅の比率をKとしたとき、
Wの値に、π×D/(2×S)×K+Aの近似値が用いられているモータ。 The motor according to claim 3, wherein
When the number of the slots is S, the diameter of the inner peripheral surface of the yoke is D, and the ratio of the width of the teeth to the width of the slot on the inner peripheral surface of the yoke is K,
A motor in which an approximate value of π × D / (2 × S) × K + A is used for the value of W.
前記電線の外径をAとし、前記第1層の電線のピッチをPとし、前記中心線に対する前記ティースの各側面の傾斜角度をδとし、最も前記ヨーク側に位置するとともに前記ティースを挟んで対向している2本の前記第1層の電線の中心間の距離をWとし、前記スロットの個数をSとし、前記ヨークの内周面の直径をDとし、前記ヨークの内周面上における前記スロットの幅に対する前記ティースの幅の比率をKとしたとき、
P=A/Cos(θ+δ),但し、θ=ArcSin(A/W),W≒π×D/(2×S)×K+A
を満たす関係式に基づいて、前記第1層の電線のピッチPと前記スロットの個数Sとの対応関係を求める第1ステップと、
前記対応関係に基づいて前記ピッチP及び前記スロットの個数Sを設定する第2ステップと、
を含む製造方法。 A manufacturing method for manufacturing the motor according to claim 1,
The outer diameter of the electric wire is A, the pitch of the electric wire of the first layer is P, the inclination angle of each side surface of the tooth with respect to the center line is δ, and it is located closest to the yoke side and sandwiches the tooth. The distance between the centers of the two wires of the first layer facing each other is W, the number of the slots is S, the diameter of the inner peripheral surface of the yoke is D, and the distance on the inner peripheral surface of the yoke is When the ratio of the width of the teeth to the width of the slot is K,
P = A / Cos (θ + δ), where θ = ArcSin (A / W), W≈π × D / (2 × S) × K + A
A first step of obtaining a correspondence relationship between the pitch P of the first-layer electric wires and the number S of slots based on a relational expression satisfying
A second step of setting the pitch P and the number S of slots based on the correspondence relationship;
Manufacturing method.
前記第2ステップにおいて、前記スロットの個数Sを、前記ピッチPが最小値となるスロット数に設定する製造方法。 It is a manufacturing method of Claim 5, Comprising:
In the second step, the number of slots S is set to the number of slots where the pitch P is a minimum value.
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JP2012220695A JP2014075862A (en) | 2012-10-02 | 2012-10-02 | Motor, and method of manufacturing the same |
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