JP2015177598A - Two-layer wound coil and manufacturing method of two-layer wound coil - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、二層巻コイル及び二層巻コイルの製造方法に関する。 The present disclosure relates to a two-layer coil and a method for manufacturing the two-layer coil.
従来から、線状導体を周回させて周回コイルを形成し、周回コイルのコイルエンド部に絶縁部材を包囲することを含む回転電機用電機子の製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a method for manufacturing an armature for a rotating electrical machine is known, which includes rotating a linear conductor to form a rotating coil and surrounding an insulating member in a coil end portion of the rotating coil (for example, Patent Document 1). reference).
しかしながら、上記の特許文献1に記載の方法では、周回コイルのコイルエンド部のみが絶縁部材により包囲されて絶縁されるので、周回コイルの挿入部の絶縁を別途行う必要がある。
However, in the method described in
そこで、本開示は、コイルのコイルエンド部及びコイルサイド部の絶縁を適切な態様で行うことを目的とする。 Then, this indication aims at performing the insulation of the coil end part of a coil, and a coil side part in a suitable mode.
本開示の一局面によれば、ステータコア(20)の第1スロットに挿入される第1コイルサイド部(321)と、
ステータコア(20)の第2スロットに挿入され、第1コイルサイド部(321)よりもステータコア(20)の内径側に配置される第2コイルサイド部(322)と、
第1コイルサイド部(321)と第2コイルサイド部(322)との間に形成されるコイルエンド部(323)と、
第1コイルサイド部(321)、第2コイルサイド部(322)及びコイルエンド部(323)により形成される閉ループの全体に亘って設けられ、第1コイルサイド部(321)、第2コイルサイド部(322)及びコイルエンド部(323)のそれぞれの周方向まわりに巻かれ、周方向の端部同士が近接又は重なり合う閉じ部(72)を有するシート状の絶縁体(70,70A)とを含み、
絶縁体(70,70A)は、コイルエンド部(323)における第1コイルサイド部(321)側の部分に対してはステータコア(20)の外径側に閉じ部(72)を有すると共に、コイルエンド部(323)における第2コイルサイド部(322)側の部分に対してはステータコア(20)の内径側に閉じ部(72)を有する、二層巻コイルが提供される。
According to one aspect of the present disclosure, a first coil side portion (321) inserted into the first slot of the stator core (20);
A second coil side portion (322) that is inserted into the second slot of the stator core (20) and is disposed closer to the inner diameter side of the stator core (20) than the first coil side portion (321);
A coil end portion (323) formed between the first coil side portion (321) and the second coil side portion (322);
The first coil side portion (321), the second coil side portion (322), and the coil end portion (323) are provided over the entire closed loop, and the first coil side portion (321) and the second coil side are provided. A sheet-like insulator (70, 70A) having a closed portion (72) wound around each circumferential direction of the portion (322) and the coil end portion (323) and having end portions in the circumferential direction approaching or overlapping each other. Including
The insulator (70, 70A) has a closed portion (72) on the outer diameter side of the stator core (20) with respect to a portion on the first coil side portion (321) side of the coil end portion (323), and a coil A double-layered coil having a closing portion (72) on the inner diameter side of the stator core (20) is provided for a portion of the end portion (323) on the second coil side portion (322) side.
本開示の他の一局面によれば、円環状に配置され、外径側に凹部(202)を有する巻枠(200)に絶縁材(700)を巻枠(200)の全周に亘って装着し、
巻枠(200)の凹部(202)内に絶縁材(700)の上からコイル線を巻き、ステータコア(20)の第1スロットに挿入される第1コイルサイド部(321)と、ステータコア(20)の第2スロットに挿入され、第1コイルサイド部(321)よりもステータコア(20)の内径側に配置される第2コイルサイド部(322)と、第1コイルサイド部(321)と第2コイルサイド部(322)との間に形成されるコイルエンド部(323)とを含むコイル本体(350)を形成し、
絶縁材(700)を、第1コイルサイド部(321)、第2コイルサイド部(322)及びコイルエンド部(323)のそれぞれの周方向まわりに巻き、巻き方向の端部同士が近接又は重なり合う絶縁材(700)の閉じ部(72)を形成し、
第1コイルサイド部(321)に対する絶縁材(700)の閉じ部(72)がステータコア(20)の外径側に来、かつ、第2コイルサイド部(322)に対する絶縁材(700)の閉じ部(72)がステータコア(20)の内径側に来るように、巻枠(200)における第1コイルサイド部(321)に係る部分と、巻枠(200)における第2コイルサイド部(322)に係る部分とを互いに回転することを含む、二層巻コイルの製造方法が提供される。
According to another aspect of the present disclosure, the insulating material (700) is placed over the entire circumference of the winding frame (200) on the winding frame (200) that is arranged in an annular shape and has a recess (202) on the outer diameter side. Wearing,
A coil wire is wound from above the insulating material (700) in the recess (202) of the winding frame (200), and the first coil side portion (321) inserted into the first slot of the stator core (20), and the stator core (20 ), The second coil side portion (322) disposed closer to the inner diameter side of the stator core (20) than the first coil side portion (321), the first coil side portion (321) and the second coil side portion (321). A coil body (350) including a coil end portion (323) formed between the two coil side portions (322),
The insulating material (700) is wound around each circumferential direction of the first coil side portion (321), the second coil side portion (322), and the coil end portion (323), and the end portions in the winding direction are close to each other or overlap each other. Forming a closure (72) of the insulation (700);
The closed portion (72) of the insulating material (700) with respect to the first coil side portion (321) comes to the outer diameter side of the stator core (20), and the insulating material (700) is closed with respect to the second coil side portion (322). The portion related to the first coil side portion (321) in the winding frame (200) and the second coil side portion (322) in the winding frame (200) so that the portion (72) comes to the inner diameter side of the stator core (20). There is provided a method for manufacturing a two-layer wound coil, comprising rotating the parts according to the above.
本開示の他の一局面によれば、円環状に配置され、外径側に凹部を有する巻枠に絶縁材(700A)を巻枠の全周に亘って装着し、
巻枠の凹部内に絶縁材(700A)の上からコイル線を巻き、ステータコア(20)の第1スロットに挿入される第1コイルサイド部(321)と、ステータコア(20)の第2スロットに挿入され、第1コイルサイド部(321)よりもステータコア(20)の内径側に配置される第2コイルサイド部(322)と、第1コイルサイド部(321)と第2コイルサイド部(322)との間に形成されるコイルエンド部(323)とを含むコイル本体(350)を形成し、
絶縁材(700A)を、第1コイルサイド部(321)、第2コイルサイド部(322)及びコイルエンド部(323)のそれぞれの周方向まわりに巻き、巻き方向の端部同士が近接又は重なり合う絶縁材(700A)の閉じ部(72)を形成することを含み、
閉じ部(72)を形成するは、第1コイルサイド部(321)、及び、コイルエンド部(323)における第1コイルサイド部(321)側の部分に対しては、ステータコア(20)の外径側に閉じ部(72)を形成することと、第2コイルサイド部(322)、及び、コイルエンド部(323)における第2コイルサイド部(322)側の部分に対しては、ステータコア(20)の内径側に閉じ部(72)を形成することとを含む、二層巻コイルの製造方法が提供される。
According to another aspect of the present disclosure, an insulating material (700A) is attached to a winding frame that is arranged in an annular shape and has a recess on the outer diameter side, over the entire circumference of the winding frame,
A coil wire is wound from above the insulating material (700A) in the recess of the winding frame, and the first coil side portion (321) inserted into the first slot of the stator core (20) and the second slot of the stator core (20). A second coil side portion (322) that is inserted and disposed closer to the inner diameter side of the stator core (20) than the first coil side portion (321), the first coil side portion (321), and the second coil side portion (322). A coil body (350) including a coil end portion (323) formed between
The insulating material (700A) is wound around each circumferential direction of the first coil side portion (321), the second coil side portion (322), and the coil end portion (323), and the end portions in the winding direction are close to each other or overlap each other. Forming a closure (72) of insulation (700A);
The closed portion (72) is formed with respect to the first coil side portion (321) and the portion on the first coil side portion (321) side of the coil end portion (323) outside the stator core (20). A stator core (for the second coil side portion (322) and the second coil side portion (322) side portion of the coil end portion (323) is formed on the radial side. And 20) forming a closed portion (72) on the inner diameter side.
本開示によれば、コイルのコイルエンド部及びコイルサイド部の絶縁を適切な態様で行うことが可能となる。 According to the present disclosure, it is possible to perform insulation of the coil end portion and the coil side portion of the coil in an appropriate manner.
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、一例によるモータ1の構成を示す斜視図である。尚、図1においては、ロータの図示は省略されている。図2は、コイル30を形成する1つの閉ループコイル32の一例を示す図であり、(A)は、絶縁体70が被覆された状態を示し、(B)は、絶縁体70が被覆されていない状態を示す。尚、図2においては、コイル30の引出部の図示は省略されている。図3は、1つのスロット23内におけるコイル30の状態を概略的に示す断面図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a
以下では、径方向、周方向及び軸方向は、特に言及しない限り、モータ1の回転軸を基準とし、回転軸を中心として内径側及び外径側を定義する。例えば、内径側とは、回転軸の径方向で回転軸に近い側を指す。
Hereinafter, unless otherwise specified, the radial direction, the circumferential direction, and the axial direction define the inner diameter side and the outer diameter side with the rotation axis as the center, with reference to the rotation axis of the
モータ1は、ステータ6を含む。ステータ6は、インナロータ型の任意のモータで使用されてもよい。例えば、ステータ6は、ハイブリッド車又は電気自動車で使用される走行用モータで使用されてもよい。走行用モータは、例えば永久磁石モータであってもよいし、電磁石と永久磁石とを併用するハイブリッド型のモータであってもよい。走行用モータは、例えば3相ブラシレスモータである。
The
ステータ6は、ステータコア20と、コイル30とを含む。
Stator 6 includes a
ステータコア20は、例えば積層鋼板から形成され、又は、紛体を圧縮成型して形成される。ステータコア20は、複数の分割コアから形成されてもよい。ステータコア20は、内径側にティース22を含む。ティース22は、周方向に等間隔で複数個形成され、周方向で隣接するティース22間にスロット23(図3参照)が画成される。
The
コイル30は、ステータコア20のスロット23に設けられる。コイル30は、分布巻でステータコア20に装着される。尚、分布巻とは、コイル30の各相が複数のスロット23に分散して装着される形態である。また、コイル30は、二層巻の形態でステータコア20に装着される。即ち、コイル30は、分布巻の2層巻となる。二層巻とは、コイル30の2つのコイルサイド部が同一のスロット23に径方向に積層されて装着される形態である。
The
コイル30は、複数の閉ループコイル(二層巻コイルの一例)32をステータコア20に組み付けることにより形成される。閉ループコイル32は、いわゆるカセットコイルであり、図2に示すように、閉ループの形態を持つ。
The
閉ループコイル32は、図2に示すように、軸方向に延在する第1コイルサイド部321と、軸方向に延在する第2コイルサイド部(第2コイル辺)322と、コイルエンド部323と、引出部(図示せず)とを含む。第1コイルサイド部321、第2コイルサイド部322及びコイルエンド部323が閉ループを形成する。尚、図2に示す例では、閉ループコイル32のターン数は、4であるが、2以上の任意である。図2に示す例では、各ターンの閉ループは、径方向に互いに重なり合い、略同心に形成される。
As shown in FIG. 2, the
コイルエンド部323は、周方向の中央部324よりも第1コイルサイド部321側の部位323L(以下、「第1コイルエンド部323L」とも称する)と、周方向の中央部324よりも第2コイルサイド部322側の部位323R(以下、「第2コイルエンド部323R」とも称する)とを含む。尚、コイルエンド部323の中央部324は、第1コイルエンド部323Lと第2コイルエンド部323Rとの間の径方向のオフセットを形成する。
The
閉ループコイル32は、図2(A)に示すように、表面を覆う絶縁体70を含む。絶縁体70は、シート状の絶縁素材が形成され、例えば、絶縁紙や、薄膜フィルム状の樹脂材料(PTFE:polytetrafluoroethylene,PET:polyethylene terephthalate、等)により形成される。以下では、一例として、絶縁体70は、絶縁紙により形成されるものとする。
The
絶縁体70は、好ましくは、1つの閉ループコイル32に対して1枚の絶縁紙により形成されるが、1つの閉ループコイル32に対して2枚以上の絶縁紙により形成されてもよい。この場合、絶縁体70の分割部分(2枚以上の絶縁紙の重なり合う部分)は、好ましくは、コイルエンド部323に配置される。これは、2枚以上の絶縁紙の重なり合う部分では、厚みの変動が生じるので、かかる変動部分をスロット23の形状(周方向の幅)で吸収するのは不適であるためである。また、コイルエンド部323に分割部分を設けることで、コイルエンド部323の形状への追従性を高めることができる。以下では、絶縁体70が1枚の絶縁紙により形成される例について説明する。
The
絶縁体70は、好ましくは、閉ループコイル32の全体を覆う。但し、引出部(図示せず)については絶縁体70により覆わなくてもよい。例えば、絶縁体70は、第1コイルサイド部321、第2コイルサイド部322及びコイルエンド部323により形成される閉ループの全体に亘って設けられる。絶縁体70は、第1コイルサイド部321、第2コイルサイド部322及びコイルエンド部323のそれぞれを、それぞれの周方向まわりに包囲して閉じる(図3等参照)。即ち、絶縁体70は、第1コイルサイド部321、第2コイルサイド部322及びコイルエンド部323のそれぞれに対して、それぞれの延在方向を中心軸とした周方向(以下では、「コイル周方向」とも称する)まわりに絶縁紙を巻き付けることで形成される。
The
このように、絶縁体70は、第1コイルサイド部321及び第2コイルサイド部322のみならず、コイルエンド部323をも覆うので、閉ループコイル32の略全体を一体的に絶縁することができる。即ち、絶縁体70は、スロット23内での絶縁機能に加えて、コイルエンド部323間での相間絶縁機能をも果たすことができる。これは、コイルエンド部323間での相間絶縁機能は、特に、コイルエンド同士が近接する分布巻の二層巻の場合に好適である。
As described above, since the
絶縁体70は、図3(図6も参照)に示すように、第1コイルサイド部321及び第1コイルエンド部323Lに対しては外径側に閉じ側を有すると共に、第2コイルサイド部322及び第2コイルエンド部323Rに対しては内径側に閉じ側を有する。即ち、上述の如く、絶縁紙が第1コイルサイド部321や第2コイルサイド部322等のコイル周方向まわりに巻き付けられると、絶縁紙のコイル周方向の端部同士が重なる部分(以下、「閉じ部72」と称する)が形成される。この閉じ部72は、閉ループコイル32の周方向に亘って形成され、第1コイルサイド部321及び第1コイルエンド部323Lに対しては外径側に位置し、第2コイルサイド部322及び第2コイルエンド部323Rに対しては内径側に位置する。これにより、閉じ部72に起因して生じうるコイルエンド部323間での相間絶縁機能の低下を抑制することができる。即ち、例えば閉ループコイル32同士は、一方の閉ループコイル32の第1コイルエンド部323Lに対して他方の閉ループコイル32の第2コイルエンド部323Rが内径側で近接する。従って、近接する側でない方に閉じ部72を配置することができるので、閉じ部72に起因して生じうるコイルエンド部323間での相間絶縁機能の低下を抑制することができる(この効果については後述する)。
As shown in FIG. 3 (see also FIG. 6), the
図4は、ステータコア20に組み付けられる各閉ループコイル32の関係を模式的に示す説明図であり、(A)は、上面視による展開図を示し、(B)は内径側から視た図である。
4A and 4B are explanatory views schematically showing the relationship of each
各閉ループコイル32は、それぞれ、所定の2つのスロット23に内径側から装着される。所定の2つのスロット23は、閉ループコイル32毎に異なる組合せである。尚、1つのスロット23には、所定の2つの閉ループコイル32のうちの一方の第1コイルサイド部321と他方の第2コイルサイド部322が挿入されることになる。尚、各閉ループコイル32は、ステータコア20への装着後に同相同士が溶接等により接合され、各相の動力端子(図示せず)に接続される。
Each
図4では、代表として、2つの閉ループコイル32A,32Bの組み付け態様が示されている。尚、図4(A)においては、2つの閉ループコイル32A,32B,32Cのみが実線で示され、他の閉ループコイル32については点線で示されている。図4(A)では、各閉ループコイル32は、スロット23に完全に挿入される前の状態で示されている。即ち、実際の組み付け状態では、各閉ループコイル32は、それぞれの第2コイルサイド部322がスロット23内に挿入された状態となる(図3参照)。
In FIG. 4, assembling modes of two closed loop coils 32 </ b> A and 32 </ b> B are shown as representatives. In FIG. 4A, only two closed loop coils 32A, 32B, and 32C are indicated by solid lines, and the other closed loop coils 32 are indicated by dotted lines. In FIG. 4A, each
例えば、閉ループコイル32Aに着目すると、閉ループコイル32Aの第1コイルサイド部321は、ステータコア20のスロット23の外径側に挿入される。同スロット23には、閉ループコイル32Aの第1コイルサイド部321の内径側に、他の閉ループコイル32の第2コイルサイド部322P(点線にて図示)が挿入される。従って、閉ループコイル32Aの第1コイルサイド部321の内径側は、他の閉ループコイル32の第2コイルサイド部322Pの外径側と径方向で当接する。
For example, focusing on the
閉ループコイル32Aの第2コイルサイド部322は、ステータコア20のスロット23の内径側に挿入される。図示の例では、閉ループコイル32Aの第2コイルサイド部322が挿入されるスロット23と、閉ループコイル32Aの第1コイルサイド部321が挿入されるスロット23との間には、5つのスロット23が存在する。このように、各閉ループコイル32は、それぞれ、所定の2つのスロット23に内径側から装着される。閉ループコイル32Aの第2コイルサイド部322が挿入されるスロット23には、他の閉ループコイル32の第1コイルサイド部321Q(点線にて図示)が先に挿入される。従って、閉ループコイル32Aの第2コイルサイド部322の外径側は、他の閉ループコイル32の第1コイルサイド部321Qの内径側と径方向で当接する。
The second
図5は、閉ループコイル32の製造方法の一例を示す図である。図5では、(A)、(B)、(C)及び(D)の順に時系列が示され、それぞれにおいて、上側は上面視を示し、下側は正面視(径方向に視た図)を示す。尚、下側の正面視においては、見易さの都合上、巻枠200の図示は省略されている。また、絶縁紙700の外側の表面については、見易さの都合上、“なし地”のハッチングで示されている。尚、図5に示す閉ループコイル32の製造方法は、全工程を示すものでなく、前工程や後工程や中間工程が適宜追加されてもよい。図6は、図5に示した製造方法で製造される閉ループコイル32の一例を概略的に示す図である。図6において、(A)は、図2(A)に示した斜視図に対応し、(B)は、B部の断面図であり、(C)は、C部の断面図であり、(D)は、D部の断面図であり、(E)は、E部の断面図であり、(F)は、F部の断面図であり、(G)は、G部の断面図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a manufacturing method of the
図5(A)は、絶縁体70を形成する絶縁紙700を単品状態で示す。図5(A)に示す例では、絶縁紙700は、円環状(リング状)の形態である。以下では、円環状の中心Oを基準とした径方向及び周方向について、上述したモータ1の回転軸を基準とした方向との区別のため、「閉ループ」という用語を先頭に付与する。具体的には、閉ループ内径側とは、円環状の径方向で中心Oに近い側を指す。
FIG. 5A shows an insulating
図5(A)に示す例では、絶縁紙700は、閉ループ外径側に凹部702(即ち、U字断面)を有する。凹部702は、閉ループ周方向全体に亘って形成される。凹部702は、閉ループ周方向全体に亘って同一形状(等断面)であってよい。絶縁紙700は、閉ループコイル32の第1コイルサイド部321を覆う第1スロットセル部721と、閉ループコイル32の第2コイルサイド部322を覆う第2スロットセル部722と、コイルエンド部323を覆うコイルエンド絶縁部723とを含む。
In the example shown in FIG. 5A, the insulating
絶縁紙700は、図5(B)に示すように、閉ループ外径側に凹部202を有する巻枠(治具)200内に挿入される。例えば、巻枠200の凹部202は、絶縁紙700の凹部702に対応した形状を有し、絶縁紙700の凹部702が巻枠200の凹部202内に収容される。尚、巻枠200は、閉ループ周方向で複数の分割体から形成されてよく、閉ループ内径側から閉ループ外径側へと移動して絶縁紙700が装着された状態を形成してもよい。ここでは、巻枠200は、絶縁紙700の各部位721,722,723(コイルエンド絶縁部723については上下それぞれ)に対して別々に設けられ、第1スロットセル部721に対応した巻枠200を「巻枠部221」と称し、第2スロットセル部722に対応した巻枠200を「巻枠部222」と称し、コイルエンド絶縁部723に対応した巻枠200を「巻枠部223」と称する。
As shown in FIG. 5B, the insulating
次いで、図5(B)に示すように、コイル線が巻枠200の凹部202内に収まる態様で閉ループ周方向に巻回されることで、コイル本体350が形成される。例えば、図2に示したコイル30の場合、コイル線は、4ターン分、閉ループ径方向に積み重なる態様で巻回される。このとき、コイル線は、絶縁紙700の上から巻枠200に巻回される。即ち、コイル線は、絶縁紙700の凹部702内に収まる態様で閉ループ周方向に巻回される。尚、コイル本体350は、最終的には、閉ループコイル32の第1コイルサイド部321、第2コイルサイド部322及びコイルエンド部323等を形成する。また、コイル線は、例えば平角の断面形状を有するが、丸等の他の断面形状を有してもよい。
Next, as shown in FIG. 5B, the
次いで、図5(C)に示すように、絶縁紙700の第1スロットセル部721は、閉ループ外径側の端部同士が重ねられる態様で閉じられる。これにより、絶縁紙700の第1スロットセル部721によりコイル本体350はコイル周方向の全体に亘って包囲される。同様に、絶縁紙700の第2スロットセル部722は、閉ループ外径側の端部同士が重ねられる態様で閉じられる。これにより、絶縁紙700の第2スロットセル部722によりコイル本体350はコイル周方向の全体に亘って包囲される。このとき、絶縁体70の閉じ部72は、第1スロットセル部721及び第2スロットセル部722において、閉ループ外径側に形成される。
Next, as shown in FIG. 5C, the first
次いで、コイルエンド絶縁部723に対する巻枠部223(図示せず)が取り外され、その後、図5(D)にて矢印で示すように、巻枠部221及び巻枠部222が約90度回転される。具体的には、巻枠部221は、凹部202が外径側に開口する方向に約90度回転され、巻枠部222は、凹部202が内径側に開口する方向に約90度回転される。これにより、絶縁体70の閉じ部72は、第1スロットセル部721において外径側に向き、第2スロットセル部722において内径側に向く。この結果、絶縁体70は、第1コイルサイド部321に対しては外径側に閉じ部72を有すると共に(図6(G)参照))、第2コイルサイド部322に対しては内径側に閉じ部72を有することになる(図6(D)参照))。
Next, the winding frame portion 223 (not shown) with respect to the coil
また、上述の如く、巻枠部221及び巻枠部222が約90度回転されると、絶縁紙700のコイルエンド絶縁部723は、図5(D)に示すように、捩じられる。これにより、コイルエンド絶縁部723において、閉じ部72が内径側から外径側(又はその逆)に遷移する(図6(B)、(C),(E),(F)参照)。即ち、閉ループの時計回りで、上側のコイルエンド絶縁部723については、閉じ部72が外径側から内径側へ遷移し、下側のコイルエンド絶縁部723については、閉じ部72が内径側から外径側へ遷移する。これらの遷移の境界は、閉ループの中心Oに対応する。従って、結果として、絶縁体70は、中心Oよりも第1スロットセル部721側の部分は、閉じ部72が外径側にあり、中心Oよりも第2スロットセル部722側の部分は、閉じ部72が内径側にあることになる。
As described above, when the
図5に示す閉ループコイル32の製造方法によれば、巻枠部221及び222を約90度回転させることで、閉ループコイル32の中心Oを境にして閉じ部72を外径側と内径側とで遷移させることができる。
According to the manufacturing method of the
ところで、上述の如く、絶縁体70におけるコイルエンド部323を覆う部分(コイルエンド絶縁部723)は、コイル30における異相に係る複数のコイルエンド部323間の相間絶縁を高める機能を有する。但し、絶縁体70は、閉じ部72を有し、閉じ部72は、コイル周方向の他の部位に比べて、構造上、信頼性が劣る。この点、本実施例では、絶縁体70は、上述の如く図6に示すように、コイルエンド部323の第1コイルエンド部323Lに対しては外径側に閉じ部72を有すると共に、コイルエンド部323の第2コイルエンド部323Rに対しては内径側に閉じ部72を有する。これにより、閉じ部72に起因して生じうるコイルエンド部323間での絶縁体70の相間絶縁性能の低下を抑制することができる。
By the way, as described above, the portion (coil end insulating portion 723) that covers the
具体的には、例えば、第1コイルエンド部323Lに対しては内径側に閉じ部72を有すると共に、第2コイルエンド部323Rに対しては外径側に閉じ部72を有する比較構成の場合、異相に係る第1コイルエンド部323Lと第2コイルエンド部323Rとは、閉じ部72を介して径方向に近接しあう。かかる比較構成では、閉じ部72の開き等に起因して相間絶縁性能が低下する虞がある。これに対して、本実施例では、異相に係る第1コイルエンド部323Lと第2コイルエンド部323Rとは、実質的に絶縁体70における閉じ部72以外の部位を介して径方向に近接しあうので、かかる相間絶縁性能の低下を抑制することができる。
Specifically, for example, the first
より具体的には、例えば、図4(B)に示す例において、閉ループコイル32Aと、1つのスロット23分だけ隣接して配置される閉ループコイル32Bとは、異相であるとする。このとき、閉ループコイル32Aと閉ループコイル32Bとは、コイルエンド部323において径方向で同一側に閉じ部72を有する。即ち、それぞれの第1コイルエンド部323Lは外径側に、それぞれの第2コイルエンド部323Rは内径側に閉じ部72を有する。従って、これらの閉じ部72は径方向で向かい合わないので、閉ループコイル32Aのコイルエンド部323と閉ループコイル32Bのコイルエンド部323間において高い相間絶縁が確保される。また、例えば、図4(B)に示す例において、閉ループコイル32Aと、周方向で半分以上オフセットして配置される閉ループコイル32C(閉ループコイル32Aの中心O付近又は中心Oよりも遠いスロット23に第1コイルサイド部321が挿入される閉ループコイル32C)とは、異相であるとする。このとき、閉ループコイル32Aと閉ループコイル32Cとは、周方向でオーバーラップするコイルエンド部323において、対向しない側に閉じ部72を有する。即ち、閉ループコイル32Aの第2コイルエンド部323Rは内径側に、閉ループコイル32Cの第1コイルエンド部323Lは外径側に、それぞれ閉じ部72を有する。従って、径方向でこれらの閉じ部72は向かい合わないので、閉ループコイル32Aのコイルエンド部323と閉ループコイル32Cのコイルエンド部323間において高い相間絶縁が確保される。
More specifically, for example, in the example shown in FIG. 4B, it is assumed that the
尚、図5に示す閉ループコイル32の製造方法では、絶縁体70は、コイルエンド部323に対しては、図6(B)、(C),(E)及び(F)に示すように、コイルエンド部323を完全に覆うことができず、コイルエンド部323が一部が露出した状態となっている。しかしながら、上述の如く、この露出側は、隣接するコイルエンド部323間で径方向逆側となるので、相間絶縁機能に与える影響を低減することができる。また、コイルエンド部323が露出する場合は、この露出部分からの放熱性が良好となり、コイルエンド部323の冷却の観点から有利な構成となる。但し、この露出部分を別途、絶縁材料で覆うこととしてもよい。
In the manufacturing method of the
図7は、閉ループコイル320の製造方法の一例を示す図である。閉ループコイル320は、上述した閉ループコイル32に対して、コイルエンド部323に対する絶縁体70Aの構成のみが主に異なり、他の構成は同一であってよい。具体的には、上述した閉ループコイル32の絶縁体70では、閉じ部72が閉ループコイル32の中心Oを境にして徐々に内径側から外径側(又はその逆)に遷移するのに対して、閉ループコイル320の絶縁体70Aでは、閉じ部72が閉ループコイル32の中心Oを境にして急に内径側から外径側(又はその逆)に遷移する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a manufacturing method of the
図7では、(A)、(B)及び(C)の順に時系列が示され、それぞれにおいて、上側は上面視を示し、下側は正面視(径方向に視た図)を示す。尚、図7では、(見易さの都合上、巻枠の図示は省略されている。尚、図7に示す閉ループコイル320の製造方法は、全工程を示すものでなく、前工程や後工程や中間工程が適宜追加されてもよい。
In FIG. 7, time series are shown in the order of (A), (B), and (C). In each, the upper side shows a top view, and the lower side shows a front view (viewed in the radial direction). Note that in FIG. 7 (for convenience, the reel is not shown. The manufacturing method of the
図7(A)は、絶縁体70Aを形成する絶縁紙700Aを単品状態で示す。図7(A)に示す例では、絶縁紙700Aは、円環状(リング状)の形態である。以下では、説明の都合上、円環状の中心Oを通る中心線(一点鎖線)を基準として、第1スロットセル部721Aの存在する側を「左側」とする。即ち、左右方向は、図7の図面における左右方向と対応するものとする。
FIG. 7A shows the insulating
絶縁紙700Aは、閉ループ外径側に凹部702A(即ち、U字断面)を有する。凹部702Aは、上述した絶縁紙700の凹部702よりも浅いが幅が広い。凹部702Aは、閉ループ周方向全体に亘って形成される。絶縁紙700Aは、閉ループコイル320の第1コイルサイド部321を覆う第1スロットセル部721Aと、閉ループコイル320の第2コイルサイド部322を覆う第2スロットセル部722Aと、コイルエンド部323を覆うコイルエンド絶縁部723Aとを含む。
The insulating
第1スロットセル部721Aは、内径側に綴代753を有する。第2スロットセル部722Aは、外径側に綴代754を有する。コイルエンド絶縁部723Aは、中心Oよりも左側では内径側に綴代750を有し、中心Oよりも右側では外径側に綴代752を有する。
The first
絶縁紙700Aは、図7(B)に示すように、閉ループ外径側に凹部(図示せず)を有する巻枠(図示せず)内に挿入される。尚、巻枠の凹部は、絶縁紙700Aの凹部702Aと同様、浅いが幅が広い形状であってよい。次いで、図7(B)に示すように、コイル線が巻枠内に収まる態様で閉ループ周方向に巻回されることで、コイル本体350が形成される。例えば、図2に示したコイル30の場合、コイル線は、4ターン分、径方向に積み重なる態様で巻回される。このとき、コイル線は、絶縁紙700Aの上から巻枠に巻回される。即ち、コイル線は、絶縁紙700Aの凹部702A内に収まる態様で閉ループ周方向に巻回される。尚、コイル本体350は、閉ループコイル320の第1コイルサイド部321、第2コイルサイド部322及びコイルエンド部323等を形成する。
As shown in FIG. 7B, the insulating
次いで、絶縁紙700Aの各綴代750,752,753,754は、図7(C)に示すように、閉じられる。具体的には、綴代753は、外径側に巻かれて閉じられる。綴代754は、内径側に巻かれて閉じられる。これにより、絶縁体70Aの閉じ部72は、第1スロットセル部721Aにおいて外径側に向き、第2スロットセル部722Aにおいて内径側に向く。この結果、絶縁体70Aは、閉ループコイル320の第1コイルサイド部321に対しては外径側に閉じ部72を有すると共に、閉ループコイル320の第2コイルサイド部322に対しては内径側に閉じ部72を有することになる。
Next, the binding
また、同様に、綴代750は、外径側に巻かれて閉じられる。綴代752は、内径側に巻かれて閉じられる。これにより、絶縁体70Aの閉じ部72は、閉ループコイル32の中心Oを境にして急に内径側から外径側(又はその逆)に遷移する。この結果、絶縁体70Aは、中心Oよりも第1スロットセル部721A側の部分は、閉じ部72が外径側にあり、中心Oよりも第2スロットセル部722A側の部分は、閉じ部72が内径側にあることになる。次いで、巻枠が取り外され、図7(C)に示すように、コイル本体が絶縁体70Aと共に、プレス加工等により最終形状へと成形される。
Similarly, the
図7に示す閉ループコイル320の製造方法によれば、絶縁紙700Aの各綴代750,752,753,754を内径側又は外径側に適切に設定することによって(即ち、閉じる方向を内径側及び外径側とで適切に設定することによって)、閉ループコイル32の中心Oを境にして絶縁体70Aの閉じ部72を外径側と内径側とで遷移させることができる。
According to the manufacturing method of the
尚、図7に示す閉ループコイル32の製造方法では、絶縁体70Aは、コイルエンド部323の周方向の中心O付近を完全に覆うことができず、コイルエンド部323が一部が露出した状態となっている。しかしながら、コイルエンド部323が露出する場合は、この露出部分からの放熱性が良好となり、コイルエンド部323の冷却の観点から有利な構成となる。但し、この露出部分を別途、絶縁材料で覆うこととしてもよい。
In the manufacturing method of the
図8は、1つの第1コイルサイド部321に対する絶縁体70及び補強部材80の構成例を示す断面図である。補強部材80は、図8に示すように、第1スロットセル部721に対して設けられてもよい。これは、第2スロットセル部722に対しても同様である。補強部材80は、スロット23への装着時の第1スロットセル部721の保護機能を果たす。補強部材80は、例えば絶縁体70の外側に接着により一体化されてもよい。補強部材80は、例えば摩耗性や平滑性が優れ、剛性の高いシート(例えばアラミド繊維不織紙)により形成されてもよい。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the
尚、図8に示す補強部材80は、絶縁体70Aに対しても同様に適用することができる。
The reinforcing
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。 Although each embodiment has been described in detail above, it is not limited to a specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope described in the claims. It is also possible to combine all or a plurality of the components of the above-described embodiments.
例えば、上述した実施例では、絶縁体70(絶縁体70Aについても同様、以下同じ)は、同一材料により形成されているが、分割構造として2種類以上の材料により形成されてもよい。例えば、絶縁体70の第1スロットセル部721及び第2スロットセル部722は、第1コイルサイド部321及び第2コイルサイド部322を形成するコイル線の集合を保持・固定する機能を有する。従って、第1スロットセル部721及び第2スロットセル部722については、剛性が高く、折り曲げ性や接合性が高いことが有用である。他方、絶縁体70のコイルエンド絶縁部723は、コイル本体350のコイル本体350への成形性を確保するために、柔軟性を備える必要がある。このため、例えば、コイルエンド絶縁部723は、絶縁紙で形成され、第1スロットセル部721及び第2スロットセル部722は、薄膜フィルム状の樹脂材料により形成されてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the insulator 70 (the same applies to the
また、上述した実施例では、絶縁体70(絶縁体70Aについても同様、以下同じ)の閉じ部72は、絶縁紙の端部同士が重なりあっているが、絶縁紙のコイル周方向の端部同士が突合せられる構成であってもよいし、絶縁紙のコイル周方向の端部同士がわずかに離れていてもよい(図6参照)。また、特に閉じ部72は、第1スロットセル部721及び第2スロットセル部722においては、冷却性を高める観点から、コイル周方向の端部同士が離間していてもよい。これは、第1スロットセル部721及び第2スロットセル部722においては、コイルエンド絶縁部723のような相間の交差がなく、絶縁確保が容易であるためである。
Further, in the above-described embodiment, the closing
また、上述した実施例では、絶縁体70(絶縁体70Aについても同様、以下同じ)の閉じ部72は、絶縁紙の端部同士が重なりあっているだけであるが、接着剤等により接合されてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the closing
また、上述した実施例では、ステータコア20は、インナーロータ型のモータ1用の構成であるが、アウタロータ型のモータにおいても、同様の考え方を適用することができる。
In the above-described embodiment, the
なお、以上の実施例に関し、さらに以下を開示する。
(1)ステータコア20の第1スロットに挿入される第1コイルサイド部321と、
ステータコア20の第2スロットに挿入され、第1コイルサイド部321よりもステータコア20の内径側に配置される第2コイルサイド部322と、
第1コイルサイド部321と第2コイルサイド部322との間に形成されるコイルエンド部323と、
第1コイルサイド部321、第2コイルサイド部322及びコイルエンド部323により形成される閉ループの全体に亘って設けられ、第1コイルサイド部321、第2コイルサイド部322及びコイルエンド部323のそれぞれの周方向まわりに巻かれ、周方向の端部同士が近接又は重なり合う閉じ部72を有するシート状の絶縁体70,70Aとを含み、
絶縁体70,70Aは、コイルエンド部323における第1コイルサイド部321側の部分(第1コイルエンド部323L)に対してはステータコア20の外径側に閉じ部72を有すると共に、コイルエンド部323における第2コイルサイド部322側の部分(第2コイルエンド部323R)に対してはステータコア20の内径側に閉じ部72を有する、二層巻コイル。
In addition, the following is further disclosed regarding the above Example.
(1) a first
A second
A
The first
The
(1)に記載の構成によれば、絶縁体70,70Aにより第1コイルサイド部321、第2コイルサイド部322及びコイルエンド部323を一体的に絶縁することができる。また、コイルエンド部323における第1コイルサイド部321側の部分(第1コイルエンド部323L)に対してはステータコア20の外径側に閉じ部72を有すると共に、コイルエンド部323における第2コイルサイド部322側の部分(第2コイルエンド部323R)に対してはステータコア20の内径側に閉じ部72を有するので、コイルエンド部における相間絶縁性能を高めることができる。
According to the configuration described in (1), the first
(2)閉じ部72の位置は、コイルエンド部323におけるステータコア20の周方向の中央部324を境界として外径側と内径側との間で遷移する、(1)に記載の二層巻コイル。
(2) The position of the closing
(2)に記載の構成によれば、異相に係るコイルエンド部間の交差する側に閉じ部72が来ないように閉じ部72の位置を外径側と内径側との間で遷移させることができる。
(3)絶縁体70,70Aは、1枚のシート状の絶縁材により形成される、(1)又は(2)に記載の二層巻コイル。
According to the configuration described in (2), the position of the closing
(3) The two-layer wound coil according to (1) or (2), wherein the
(3)に記載の構成によれば、絶縁体70,70Aを一体的に装着することができ、生産性が向上する。
According to the configuration described in (3), the
(4)円環状に配置され、外径側に凹部202を有する巻枠200に絶縁材700を巻枠200の全周に亘って装着し、
巻枠200の凹部202内に絶縁材700の上からコイル線を巻き、ステータコア20の第1スロットに挿入される第1コイルサイド部321と、ステータコア20の第2スロットに挿入され、第1コイルサイド部321よりもステータコア20の内径側に配置される第2コイルサイド部322と、第1コイルサイド部321と第2コイルサイド部322との間に形成されるコイルエンド部323とを含むコイル本体350を形成し、
絶縁材700を、第1コイルサイド部321、第2コイルサイド部322及びコイルエンド部323のそれぞれの周方向まわりに巻き、巻き方向の端部同士が近接又は重なり合う絶縁材700の閉じ部72を形成し、
第1コイルサイド部321に対する絶縁材700の閉じ部72がステータコア20の外径側に来、かつ、第2コイルサイド部322に対する絶縁材700の閉じ部72がステータコア20の内径側に来るように、巻枠200における第1コイルサイド部321に係る部分(巻枠部221)と、巻枠200における第2コイルサイド部322に係る部分(巻枠部222)とを互いに回転することを含む、二層巻コイルの製造方法。
(4) The insulating
A coil wire is wound from above the insulating
The insulating
The
(4)に記載の構成によれば、巻枠200の回転によってコイルエンド部323における絶縁材700の閉じ部72を適切な側(ステータコア20の外径側又は内径側)に配置することができ、コイルエンド部323における相間絶縁性能を高めることができる。
According to the configuration described in (4), the
(5)円環状に配置され、外径側に凹部を有する巻枠に絶縁材700Aを巻枠の全周に亘って装着し、
巻枠の凹部内に絶縁材700Aの上からコイル線を巻き、ステータコア20の第1スロットに挿入される第1コイルサイド部321と、ステータコア20の第2スロットに挿入され、第1コイルサイド部321よりもステータコア20の内径側に配置される第2コイルサイド部322と、第1コイルサイド部321と第2コイルサイド部322との間に形成されるコイルエンド部323とを含むコイル本体350を形成し、
絶縁材700Aを、第1コイルサイド部321、第2コイルサイド部322及びコイルエンド部323のそれぞれの周方向まわりに巻き、巻き方向の端部同士が近接又は重なり合う絶縁材700Aの閉じ部72を形成することを含み、
閉じ部72を形成することは、第1コイルサイド部321、及び、コイルエンド部323における第1コイルサイド部321側の部分(第1コイルエンド部323L)に対しては、ステータコア20の外径側に閉じ部72を形成することと、第2コイルサイド部322、及び、コイルエンド部323における第2コイルサイド部322側の部分(第2コイルエンド部323R)に対しては、ステータコア20の内径側に閉じ部72を形成することとを含む、二層巻コイルの製造方法。
(5) An insulating
A coil wire is wound from above the insulating
The insulating
The formation of the
(5)に記載の構成によれば、コイルエンド部323における絶縁材700Aの閉じ部72を適切な側(ステータコア20の外径側又は内径側)に配置することができ、コイルエンド部323における相間絶縁性能を高めることができる。
According to the configuration described in (5), the
1 モータ
6 ステータ
20 ステータコア
22 ティース
23 スロット
30 コイル
32,320 閉ループコイル
321 第1コイルサイド部
322 第2コイルサイド部
323 コイルエンド部
323L 第1コイルエンド部
323R 第2コイルエンド部
324 中央部
350 コイル本体
70,70A 絶縁体
700,700A 絶縁紙
72 閉じ部
721,721A 第1スロットセル部
722,722A 第2スロットセル部
723,723A コイルエンド絶縁部
80 補強部材
200 巻枠
221,222 巻枠部
202 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ステータコアの第2スロットに挿入され、前記第1コイルサイド部よりも前記ステータコアの内径側に配置される第2コイルサイド部と、
前記第1コイルサイド部と前記第2コイルサイド部との間に形成されるコイルエンド部と、
前記第1コイルサイド部、前記第2コイルサイド部及び前記コイルエンド部により形成される閉ループの全体に亘って設けられ、前記第1コイルサイド部、前記第2コイルサイド部及び前記コイルエンド部のそれぞれの周方向まわりに巻かれ、周方向の端部同士が近接又は重なり合う閉じ部を有するシート状の絶縁体とを含み、
前記絶縁体は、前記コイルエンド部における前記第1コイルサイド部側の部分に対しては前記ステータコアの外径側に閉じ部を有すると共に、前記コイルエンド部における前記第2コイルサイド部側の部分に対しては前記ステータコアの内径側に閉じ部を有する、二層巻コイル。 A first coil side portion inserted into the first slot of the stator core;
A second coil side portion that is inserted into the second slot of the stator core and is disposed closer to the inner diameter side of the stator core than the first coil side portion;
A coil end portion formed between the first coil side portion and the second coil side portion;
Provided over the entire closed loop formed by the first coil side part, the second coil side part and the coil end part, and the first coil side part, the second coil side part and the coil end part. A sheet-like insulator wound around each circumferential direction and having a closed portion in which the circumferential ends close or overlap each other,
The insulator has a closed portion on the outer diameter side of the stator core with respect to a portion on the first coil side portion side in the coil end portion, and a portion on the second coil side portion side in the coil end portion. Is a two-layer wound coil having a closed portion on the inner diameter side of the stator core.
前記巻枠の凹部内に前記絶縁材の上からコイル線を巻き、ステータコアの第1スロットに挿入される第1コイルサイド部と、前記ステータコアの第2スロットに挿入され、前記第1コイルサイド部よりも前記ステータコアの内径側に配置される第2コイルサイド部と、前記第1コイルサイド部と前記第2コイルサイド部との間に形成されるコイルエンド部とを含むコイル本体を形成し、
前記絶縁材を、前記第1コイルサイド部、前記第2コイルサイド部及び前記コイルエンド部のそれぞれの周方向まわりに巻き、巻き方向の端部同士が近接又は重なり合う前記絶縁材の閉じ部を形成し、
前記第1コイルサイド部に対する前記絶縁材の閉じ部が前記ステータコアの外径側に来、かつ、前記第2コイルサイド部に対する前記絶縁材の閉じ部が前記ステータコアの内径側に来るように、前記巻枠における前記第1コイルサイド部に係る部分と、前記巻枠における前記第2コイルサイド部に係る部分とを互いに回転することを含む、二層巻コイルの製造方法。 An insulating material is mounted over the entire circumference of the winding frame, which is arranged in an annular shape and has a recess on the outer diameter side,
A coil wire is wound from above the insulating material into the recess of the winding frame, and a first coil side part inserted into the first slot of the stator core, and a first coil side part inserted into the second slot of the stator core, Forming a coil body including a second coil side portion disposed on the inner diameter side of the stator core, and a coil end portion formed between the first coil side portion and the second coil side portion,
The insulating material is wound around the circumferential direction of each of the first coil side portion, the second coil side portion, and the coil end portion to form a closed portion of the insulating material in which ends in the winding direction are close to each other or overlap each other. And
The closing portion of the insulating material with respect to the first coil side portion comes to the outer diameter side of the stator core, and the closing portion of the insulating material with respect to the second coil side portion comes to the inner diameter side of the stator core. A method for manufacturing a two-layer wound coil, comprising: rotating a portion related to the first coil side portion in the winding frame and a portion related to the second coil side portion in the winding frame.
前記巻枠の凹部内に前記絶縁材の上からコイル線を巻き、ステータコアの第1スロットに挿入される第1コイルサイド部と、前記ステータコアの第2スロットに挿入され、前記第1コイルサイド部よりも前記ステータコアの内径側に配置される第2コイルサイド部と、前記第1コイルサイド部と前記第2コイルサイド部との間に形成されるコイルエンド部とを含むコイル本体を形成し、
前記絶縁材を、前記第1コイルサイド部、前記第2コイルサイド部及び前記コイルエンド部のそれぞれの周方向まわりに巻き、巻き方向の端部同士が近接又は重なり合う前記絶縁材の閉じ部を形成することを含み、
前記閉じ部を形成することは、前記第1コイルサイド部、及び、前記コイルエンド部における前記第1コイルサイド部側の部分に対しては、前記ステータコアの外径側に前記閉じ部を形成することと、前記第2コイルサイド部、及び、前記コイルエンド部における前記第2コイルサイド部側の部分に対しては、前記ステータコアの内径側に前記閉じ部を形成することとを含む、二層巻コイルの製造方法。 An insulating material is mounted over the entire circumference of the winding frame, which is arranged in an annular shape and has a recess on the outer diameter side,
A coil wire is wound from above the insulating material into the recess of the winding frame, and a first coil side part inserted into the first slot of the stator core, and a first coil side part inserted into the second slot of the stator core, Forming a coil body including a second coil side portion disposed on the inner diameter side of the stator core, and a coil end portion formed between the first coil side portion and the second coil side portion,
The insulating material is wound around the circumferential direction of each of the first coil side portion, the second coil side portion, and the coil end portion to form a closed portion of the insulating material in which ends in the winding direction are close to each other or overlap each other. Including
Forming the closing portion means forming the closing portion on the outer diameter side of the stator core with respect to the first coil side portion and the portion on the first coil side portion side in the coil end portion. And forming the closing portion on the inner diameter side of the stator core with respect to the second coil side portion and the portion on the second coil side portion side in the coil end portion. A method for manufacturing a wound coil.
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