JP2014108029A - 連続巻線によるバスバー構造を簡略した回転電機 - Google Patents
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Abstract
同一方向に連続巻線をすることにより、端末の電気接続が出来る箇所が限られてしまう。更に、中性点をスター結線にて電気接続する場合、均等に分配されている為、各々を電気接続する部材が必要となる。
【解決手段】
同相を構成する第1〜4の巻線を一本の線材を連続して巻き回して構成した回転電機において、隣接する第1の巻線と第2の巻線とを逆巻きに巻き回し、前記第1の巻線と前記第2の巻線とに対して周方向に離れた位置(対角)に配置されて隣接する第3の巻線と第4の巻線とを逆巻きに巻き回し、前記一本の線材上で内側に位置する2つの巻線の間(第2の巻線と第3の巻線との間)を中性点とした回転電機。
【選択図】 図1
Description
分割鉄心を採用した場合、各ティース部に巻かれた、巻き始め部分と巻き終わり部分を結ぶ為に渡り線の部分を電気接続しなければならず、多大な労力や部品が必要となるため、連続巻線が従来から採用されている。
例えば、特許文献1の場合、連続した同一巻き方向にて複数個の鉄心に巻線を施し,渡り線部の電気接続箇所を少なくすると共に、同一方向に連続巻線をすることにより巻線作業が容易となる構成としている。
また、特許文献2では、同一方向に連続巻線をするとともに互いに隣接するバックヨーク部同士が折り曲げ可能に連結されて2個を1組として連続して巻線が施されることで設備費用を抑制できる構成としている。
この場合、連続巻線を実施せずに各ティース部に巻かれた、巻き始め部分と巻き終わり部分とを結ぶ部材を追加する必要がある。
本発明は、部材を増やさずに更に低コスト化が可能な回転電機を提供することを目的とする。
本発明の一実施例である回転電機100は,内側回転子と外側固定子となるインナーロータ型の10極12スロットのブラシレスモータであり,図1に示すように内側回転子はシャフト4にロータ5が固定され、外周側に磁石6が配置されている。更に磁石の外周側には磁石の飛散防止用に磁石カバー7が配置される。次に外形側固定子は、分割されたステータコア1に絶縁用のボビン2を装着し、コイル3を巻く構成となっている。
次に連続巻線の配列について図2〜6を用いて説明する。図2〜4はU、V、W相の各配列を示す。
第1巻線3a、第2巻線3b、第3巻線3c、第4巻線3dを一本の線材を連続して巻き回して構成した回転電機において、隣接する第1巻線3aと第2巻線3bとを逆巻きに巻き回し、第1巻線3aと第2巻線3bとに対して周方向に離れた位置(対角)に配置されて隣接する第3巻線3cと第4巻線3dとを逆巻きに巻き回し、一本の線材上で内側に位置する2つの巻線の間(第2巻線3bと第3巻線3cとの間)を中性点としたことで、図2〜4にて示すようにU、V、W各相はおおよそ120度の範囲で任意の個所に端末処理位置を配置することが可能である。U相端末処理可能範囲3eを図2、V相端末処理可能範囲3fを図3、W相端末処理可能範囲3gを図4にそれぞれ示す。
また、図5は、図2〜4にて示すUVWの中性点側の配置可能箇所について示している。図5に示すように各相の中性点は、重なる箇所を容易に構成出来るため、中性点用に配回しの部材を追加することなく1箇所で接続することが可能である。中性点端末処理可能範囲3hを図5に示す。
図6に示すように同相を構成する第1〜4巻線3a、3b,3c,3dを一本の線材を連続して巻き回して構成した回転電機において、隣接する第1巻線3aと第2巻線3bとを逆巻きに巻き回し、第1巻線3aと第2巻線3bとに対して周方向に離れた位置(対角)に配置されて隣接する第3巻線3cと第4巻線3dとを逆巻きに巻き回し、一本の線材上で内側に位置する2つの巻線の間(第2巻線3bと第3巻線3cとの間)を中性点としたことで、各相の端末処理位置はおおよそ120度の範囲で任意に決められるため、端末配置箇所の自由度が増し、小型化やレイアウトの制約に対応することが可能である。更に、中性点部の接続を1箇所に集中することが可能でありターミナルの数を減らすことで低コスト化が可能となる構造とすることも可能である。
次に、本発明の一実施例の4連続巻線を採用することにより、バスバーターミナルの数を減らすことが可能となり、低コスト化が可能になる点、及び外径を大きくすることや、軸長を伸ばすことなく、レイアウト制約に自由に対応することが可能であることを図7〜図9の単巻き線に用いるバスバー、2連続巻き線に用いるバスバー、4連続巻き線に用いるバスバー時に使用するバスバーの外観図を用いて説明する。
単巻線を採用した場合、図7に示すように、バスバー構造は単巻き線に用いるバスバーとなり、その場合コイルとの接続は各ティースの 巻き始め、巻き終わりにバスバー端子8が必要であり、12スロットの場合は15度ピッチの間隔で接続部を設ける必要がある。
バスバー部にて24本のコイル端末を処理する場合、端末処理部に必要なスペースが充分に必要であり、インバータとの接続用三相線位置は端末処理のスペース制約により、端末処理部に対し、上部もしくは内外径側での処理が必要となる。また、端末処理部に関しても図10のバスバー端子とコイルの接続部外観図に示すように、溶接部9は端末処理部毎に必要であり、溶接機の先端形状、角度、向きなど様々な課題を解決しなければならない。この課題は、コイル端末処理部を減少させるほどスペースは広がるため連続巻線を増やすほど簡易的に解決することが可能である。
次に、2連巻き線を採用した場合について図8を用いて説明する。図8に示すようにコイルとの接続は単巻きに対し、半減にすることが可能であり、30度ピッチでの配置が可能である。2連巻きを採用することで、各ティースに対し、1箇所のみの接続箇所とすることが可能であり、スペースの確保が可能である。2連巻きを採用することにより、端末処理部のスペースを確保し、単巻きにて挙げた課題は解決することが可能である。
しかしながら、2連巻きを用いた場合でも30度ピッチ均等に端末処理部を設ける必要があり、12箇所配置する為、位置の制約を受けてしまう。また、コイル巻き始め、巻き終わり位置は決まっており、端末処理の位置を動かすことは困難である。
最後に、4連巻き線を採用した場合について図9を用いて説明する。図4連巻き時にはバスバー端子8は4箇所となるだけではなく、可変することも可能である。本実施例からも4連巻きを実施することで2連巻きでの課題であった端末処理位置を自由に設定できるのみならず、バスバー端子8を減らすことも可能である。
以上のことから、隣接するコイルの巻き方向を逆巻きにした巻線方向を一方向としない4連続巻線をおこなうことで、端末処理部を調整することが可能であり、レイアウトの自由度が向上することが可能である。また、端末処理部を削減することでバスバー端子部材を低減することが可能である。
なお、本効果は隣接するティースが同相となる10極12スロットモータの特有を有効に活用した効果である。
1…ステータコア
2…ボビン
3…コイル
3a…第1巻線
3b…第2巻線
3c…第3巻線
3d…第4巻線
3e…U相端末処理可能範囲
3f…V相端末処理可能範囲
3g…W相端末処理可能範囲
3h…中性点端末処理可能範囲
4…シャフト
5…ロータ
6…磁石
7…磁石カバー
8…バスバー端子
9…溶接部
Claims (2)
- 同相を構成する第1〜4の巻線を一本の線材を連続して巻き回して構成した回転電機において、隣接する第1の巻線と第2の巻線とを逆巻きに巻き回し、前記第1の巻線と前記第2の巻線とに対して周方向に離れた位置(対角)に配置されて隣接する第3の巻線と第4の巻線とを逆巻きに巻き回し、前記一本の線材上で内側に位置する2つの巻線の間(第2の巻線と第3の巻線との間)を中性点としたことを特徴とする回転電機。
- 請求項1に記載の回転電機において、10極12スロットのブラシレスモータを特徴とする回転電機。
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JP2012261838A JP2014108029A (ja) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | 連続巻線によるバスバー構造を簡略した回転電機 |
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JP2012261838A JP2014108029A (ja) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | 連続巻線によるバスバー構造を簡略した回転電機 |
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ID=51029068
Family Applications (1)
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JP2012261838A Pending JP2014108029A (ja) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | 連続巻線によるバスバー構造を簡略した回転電機 |
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2012
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