JP2016067177A - Stator of rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、固定子を構成する複数の同相のコイル間の渡り線を、切断せずに連続的に巻線した分割鉄心を有する回転電機の固定子に関するものである。 The present invention relates to a stator of a rotating electric machine having a split iron core in which a connecting wire between a plurality of in-phase coils constituting a stator is continuously wound without being cut.
回転電機の固定子の鉄心には、薄板をプレスで打抜き積層したものが多く採用されており、固定子の鉄心を分割した分割鉄心構造とし、各分割鉄心にインシュレータを介してコイルを巻線し、その後分割鉄心をカシメや溶接により一体化して固定子とすることで、コイルの高密度化、巻線工程の生産性向上を図ることができる。
また、分割鉄心に巻線する際に渡り線を切断せずに連続的に巻線することで端子などの部品点数や接続作業を減らす技術が提案されてきた。例えば、回転電機の固定子を構成する場合に、1つのティース単位で分割された鉄心を固定子の外径よりも大きい環状に、周方向に離間した状態に配置しておいて各ティースに巻線し、インシュレータの軸方向の一端側に渡り線案内部を設け、コイル上部に複数の渡り線を配置することで、渡り線とコイルの接触を防ぐ固定子の製造方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
なお、渡り線とコイルを絶縁した状態に配置する手段として、インシュレータの外周側に設けた複数の溝それぞれに全ての渡り線を配置する方法も提案されている(例えば特許文献2)。
Many stator cores of rotating electrical machines are manufactured by punching and laminating thin plates with a press. The stator cores are divided into separate cores, and coils are wound around each split core via an insulator. Then, by integrating the divided iron cores by caulking or welding to form a stator, it is possible to increase the density of the coil and improve the productivity of the winding process.
In addition, a technique has been proposed in which the number of parts such as terminals and connection work are reduced by continuously winding the divided iron core without cutting the crossover. For example, when configuring a stator of a rotating electrical machine, an iron core divided in units of one tooth is arranged in an annular shape larger than the outer diameter of the stator in a circumferentially spaced state and wound around each tooth. A method of manufacturing a stator is proposed in which a crossover is provided on one end side in the axial direction of the insulator and a plurality of crossovers are arranged on the upper part of the coil, thereby preventing contact between the crossover and the coil ( For example, see Patent Document 1).
As a means for arranging the connecting wires and the coil in an insulated state, a method of arranging all the connecting wires in each of a plurality of grooves provided on the outer peripheral side of the insulator has been proposed (for example, Patent Document 2).
特許文献1に記載の固定子の製造方法では、渡り線を切断することなく渡り線とコイルの接触を防ぐことにより結線回数を抑えることができ、結線作業工数の削減と部品点数の削減を実現している。しかしながら、この方法によると、渡り線案内部はコイルエンドの軸方向上方に配置されており、コイルの巻線時に案内部を避けるように巻線する必要があり、巻線速度やコイルの整列性に制約が生じる。
さらに、巻線後に分割コアを縮径する工程を含むため、縮径時に離間渡り線が弛んでしまうという課題があり、この弛みを考慮して渡り線保持ホルダを設計しなければならず、部品サイズが大きくなり、ひいては固定子のサイズが増加してしまうという課題があった。
In the stator manufacturing method described in
Further, since the process includes a step of reducing the diameter of the split core after winding, there is a problem that the connecting wire is loosened when the diameter is reduced, and the crossing wire holding holder must be designed in consideration of this slack. There has been a problem that the size is increased, and consequently the size of the stator is increased.
ところで、特許文献2に記載の固定子の製造方法では、巻線機のフライヤが他の部材に干渉せず巻線できるため、高速に巻線できる。また、渡り線を切断することなく結線できるため、製造コストを抑えることができる。この方法では分割コアを縮径する必要もなく、部品サイズを抑えた構造となっているが、インシュレータの外周側に並列配置した複数の渡り線収納溝それぞれに全ての渡り線を配置するような構造となっている。この場合、渡り線を収納する作業を容易にするために一定量の弛みが必要となる。そのため、固定子を樹脂でモールドする際に、樹脂の成形圧力で渡り線が収納溝(収納部)から外れてしまう課題や、渡り線が弛んでも渡り線同士が接触しないようにするために、結局インシュレータのツバ部を延長して収納溝を離して配置しなければならず、インシュレータの小型化が難しくなる課題があった。
By the way, in the manufacturing method of the stator of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、同相の渡り線を切断せずに連続的に巻線した分割鉄心を有する回転電機の固定子において、離間渡り線を収納する際に渡り線にくせがつきにくい回転電機の固定子を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in a stator of a rotating electric machine having a split iron core that is continuously wound without cutting the in-phase connecting wire, the separating connecting wire is provided. It is an object of the present invention to provide a stator for a rotating electrical machine in which a crossover wire is not easily wrinkled when stored.
この発明に係る回転電機の固定子は、
バックヨーク部と前記バックヨーク部から径方向内側に突出するティース部を有する分割鉄心を複数個環状に連結した固定子鉄心と、
前記分割鉄心にインシュレータを介して巻線されたコイルを、隣合わない他の前記分割鉄心の前記コイルに連続して接続する離間渡り線を有する回転電機の固定子において、
前記インシュレータは、前記分割鉄心の軸方向の一端面のバックヨーク部の内周側縁上から軸方向上方に立設する第一外壁と、前記一端面のティース部の内周先端部の軸方向の縁上から前記第一外壁と同じ方向に立設する第一内壁と、前記第一外壁と前記第一内壁に接続され、前記ティース部の外周面の所定の範囲を覆う第一コイル絶縁部とを備える第一インシュレータ、及び、
前記分割鉄心の軸方向の他端面の前記バックヨーク部の内周側縁上から軸方向上方に立設する第二外壁と、前記ティース部の内周側先端の前記他端面のティース部の内周先端部の軸方向の縁上から前記第二外壁と同じ方向に立設する第二内壁と、前記第二外壁と前記第二内壁に接続され、前記ティース部の外周の、前記第一コイル絶縁部が覆う範囲以外の範囲を覆う第二コイル絶縁部とを備える第二インシュレータからなり、
前記第一内壁の軸方向端面の周方向の両端部には、軸方向上方に立設して前記離間渡り線を案内する内側端部ワイヤガイドを有し、
前記第一内壁の軸方向端面の周方向の中央には、軸方向上方に立設して前記離間渡り線を案内する、内側中央ワイヤガイドを有し、
前記内側端部ワイヤガイドと、前記内側中央ワイヤガイドは、前記内側端部ワイヤガイドの最内周部が、前記内側中央ワイヤガイドの最外周部より径方向外側になるように配置され、
前記離間渡り線は、前記第一インシュレータの前記第一外壁または前記第一内壁に配設され、前記コイルの巻始め線、巻き終わり線、隣合うコイル同士を連続して結合する隣接渡り線は、前記インシュレータの前記第二外壁または前記第二内壁に配設されているものである。
The stator of the rotating electrical machine according to the present invention is:
A stator core in which a plurality of split cores each having a back yoke part and a teeth part protruding radially inward from the back yoke part are connected in an annular shape;
In a stator of a rotating electric machine having a separation wire that continuously connects a coil wound around the split iron core via an insulator to the coil of another non-adjacent split iron core,
The insulator includes a first outer wall erected axially upward from an inner peripheral side edge of the back yoke portion on one end surface in the axial direction of the divided core, and an axial direction of an inner peripheral tip portion of the tooth portion on the one end surface. A first inner wall erected in the same direction as the first outer wall from above the edge, and a first coil insulating portion connected to the first outer wall and the first inner wall and covering a predetermined range of the outer peripheral surface of the teeth portion A first insulator comprising: and
A second outer wall standing upright in the axial direction from the inner peripheral side edge of the back yoke portion on the other end surface in the axial direction of the divided iron core, and an inner portion of the tooth portion on the other end surface at the inner peripheral end of the tooth portion. A second inner wall erected in the same direction as the second outer wall from above an axial edge of the peripheral tip, and the first coil connected to the second outer wall and the second inner wall and on the outer periphery of the tooth portion A second insulator comprising a second coil insulating portion covering a range other than the range covered by the insulating portion,
At both ends in the circumferential direction of the axial end surface of the first inner wall, there are inner end wire guides that stand up in the axial direction and guide the separation crossover line,
In the center in the circumferential direction of the axial end surface of the first inner wall, there is an inner central wire guide that stands up in the axial direction and guides the separation jumper line,
The inner end wire guide and the inner central wire guide are arranged such that the innermost peripheral portion of the inner end wire guide is radially outer than the outermost peripheral portion of the inner central wire guide,
The spaced-apart connecting wire is disposed on the first outer wall or the first inner wall of the first insulator, and the adjacent connecting wire for continuously connecting the winding start line, the winding end line, and adjacent coils of the coil is The insulator is disposed on the second outer wall or the second inner wall of the insulator.
この発明に係る回転電機の固定子は、
前記内側端部ワイヤガイドと、前記内側中央ワイヤガイドは、前記内側端部ワイヤガイドの最内周部が、前記内側中央ワイヤガイドの最外周部より径方向外側になるように配置されているので、離間渡り線を収納する際に渡り線にくせがつきにくいという効果を奏する。
The stator of the rotating electrical machine according to the present invention is:
Since the inner end wire guide and the inner center wire guide are arranged so that the innermost peripheral portion of the inner end wire guide is radially outward from the outermost peripheral portion of the inner central wire guide. In this case, there is an effect that it is difficult for the crossover to become hazy when storing the separation crossover.
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子について図を用いて説明する。
本明細書で、特に断り無く「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」、というときは、それぞれ、固定子の「軸方向」、「周方向」、「径方向」、「内周側」、「外周側」、「内周面」、「外周面」をいうものとする。また、この明細書で、特に断り無く「上」、「下」と言うときは、基準となる場所において、軸方向に垂直な面を想定し、その面を境界として固定子の中心点が含まれる側を「下」、その反対を「上」とする。また、高さの高低を比較する場合は、固定子の中心からの距離が長い方を「高い」とする。また、以下の説明では、分割積層鉄心を用いて説明するが、一体型の分割鉄心を用いてもよい。
図1は、固定子100の構成を示す斜視図である。
図2(a)は、固定子100の上面図(一部断面図を含む)である。丸E部分は、固定子100を軸方向に垂直に切断した断面図である。
図2(b)は、図2(a)の固定子100のA−A線での断面図である。
図2(c)は、図2(a)の固定子100の丸Eで囲んだ部分の拡大図である。
図3は、固定子100の電気的構成を示す模式図である。
図4は、固定子100の固定子鉄心10を構成する一対の分割積層鉄心1の斜視図である。
Hereinafter, the stator of the rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this specification, the terms “axial direction”, “circumferential direction”, “radial direction”, “inner peripheral side”, “outer peripheral side”, “inner peripheral surface”, “outer peripheral surface”, unless otherwise specified, “Axial direction”, “circumferential direction”, “radial direction”, “inner peripheral side”, “outer peripheral side”, “inner peripheral surface”, “outer peripheral surface” of the stator. Also, in this specification, “up” and “down” are not particularly specified, and a plane perpendicular to the axial direction is assumed at a reference location, and the center point of the stator is included with that plane as a boundary. The lower side is “down” and the opposite is “up”. Further, when comparing the heights, the longer distance from the center of the stator is defined as “high”. Moreover, in the following description, although it demonstrates using a division | segmentation laminated | stacked iron core, you may use an integral-type division | segmentation iron core.
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the
FIG. 2A is a top view (including a partial cross-sectional view) of the
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA of the
FIG. 2C is an enlarged view of a portion surrounded by a circle E of the
FIG. 3 is a schematic diagram showing an electrical configuration of the
FIG. 4 is a perspective view of a pair of split laminated
固定子100の固定子鉄心10は、図4に示す2つのバックヨーク部2(請求項14における鉄心片バックヨーク部に相当)と、それぞれのバックヨーク部2から径方向に突出するティース部3(請求項14における鉄心片ティース部に相当)からなる珪素鋼板製の鉄心片5を積層した一対の分割積層鉄心1(請求項1における分割鉄心に相当)を6セット、環状に並べ、周方向の当接部をカシメや溶接により連結固定した構成である。図1では、固定子100は、外見上普通の12個の分割積層鉄心を有する固定子のように見えるが、実際には、固定子100を構成する分割積層鉄心1a、1bは、2個を一対の分割積層鉄心1として、それぞれの外周端部同士が予め連結されている。
The
固定子100の電気的な構成を図2、図3を用いて説明する。図2、図3中の添字U、V、Wは、3相交流のそれぞれの相に対応している。また、中性点用端子5Nは中性点である。またコイル8に付している添字aとbは、コイルの巻線方向がそれぞれ反対であることを示す。なお、図1では下側に、図2では見えない側に隣接渡り線43が配置され、図1では上側に、図2では見えている側に離間渡り線41U〜41Wが配置されているので、図1、図2と、図3とでは上下が反対である。
The electrical configuration of the
ティースU1(ここでは、物理的な部材としての符号とは別に、相を区別して表現するためにU1〜U4を用いる。V1〜V4、W1〜W4等についても同様とする。なお、図2では、ティースU1等の周囲にコイル8a、8bが巻回されているため実際のティースU1等は見えないが、個々のティースU1等の場所を特定するために符号を用いている。図1についても同様である。)に巻線されたコイル8aは、巻始め線40Uを介して中性点用端子5Nに接続されており、ティースU1に巻線されたコイル8aとティースU2に巻線されたコイル8bは、隣接渡り線43によって連続して接続されている。
Teeth U1 (Here, U1 to U4 are used to distinguish and represent phases separately from the reference numerals as physical members. The same applies to V1 to V4, W1 to W4, and the like. Since the
さらにティースU2に巻線されたコイル8bは、ティースU3に巻線されたコイル8bと離間渡り線41Uを介して接続されており、ティースU3に巻線されたコイル8bは、隣接渡り線43によってティースU4に巻線されたコイル8aに接続され、巻終わり線45Uを介して入力端子5Uに接続されている。
Further, the
ティースV1に巻線されたコイル8aは、巻始め線40Vを介して中性点用端子5Nに接続されており、ティースV1に巻線されたコイル8aとティースV2に巻線されたコイル8bは、隣接渡り線43によって接続されている。
The
さらにティースV2に巻線されたコイル8bは、ティースV3に巻線されたコイル8bと離間渡り線41Vを介して接続されており、ティースV3に巻線されたコイル8bは、隣接渡り線43によってティースV4に巻線されたコイル8aに接続され、巻終わり線45Vを介して入力端子5Vに接続されている。
Further, the
ティースW1に巻線されたコイル8bは、巻始め線40Wを介して中性点用端子5Nに接続されており、ティースW1に巻線されたコイル8bとティースW2に巻線されたコイル8aは、隣接渡り線43によって接続されている。
The
さらにティースW2に巻線されたコイル8aは、ティースW3に巻線されたコイル8aと離間渡り線41Wを介して接続されており、ティースW3に巻線されたコイル8aは、隣接渡り線43によってティースW4に巻線されたコイル8bに接続され、巻終わり線45Wを介して入力端子5Wに接続されている。
Further, the
なお、離間渡り線41U〜41Wと隣接渡り線43とは、それぞれ、固定子100の軸方向の反対側に、絶縁用のインシュレータを介して分割積層鉄心1a、1bを挟んで配置されており、電位差が最も高くなる入力端子5U〜5Wは、全く干渉のおそれがない隣接渡り線43側に配置されている。
The spaced-apart connecting wires 41U to 41W and the adjacent connecting
また、図3中では、中性点用端子5NはW相の巻始め線40Wの近傍に配置しているが、巻始め線40U、40V、40Wが電気的に接続されていれば良く、他の入力端子5U、5V、5Wとの干渉のおそれがないティースU1、U2、V1、V2、W1、W2のいずれに配置しても良い。
Further, in FIG. 3, the
図4に示すように一対の分割積層鉄心1は、2つの分割積層鉄心1a、1bからなる。
図5は、一対の分割積層鉄心1の分割積層鉄心1a、1bの間を折曲げる前の状態を示す上面図である。図5の状態から連結部13を中心として外周側に折り曲げたものが図4に示す一対の分割積層鉄心1である。
As shown in FIG. 4, the pair of divided
FIG. 5 is a top view showing a state of the pair of divided
分割積層鉄心1a、1bは、それぞれ積層バックヨーク部11a、11bと積層バックヨーク部11a、11b(請求項1におけるバックヨーク部に相当)から内側に突出する積層ティース部12a、12b(請求項1におけるティース部に相当)を備える。分割積層鉄心1a、1bは、積層バックヨーク部11a、11bの周方向の端部11at、11bt同士が連結部13の図4に示す軸Qを中心軸として折曲げ可能に薄肉連結されている。なお、ここでは折曲げ可能な構成にするために、積層バックヨーク部11a、11bの連結部13を薄肉連結としているが、これに限らず、例えば積層方向に設けるカシメ用凹凸を利用して積層バックヨーク部11a、11bをヒンジ連結として回転自在に構成しても良い。
The divided laminated
積層バックヨーク部11a、11bの外周側中央部分には、後述するチャック機構に対して分割積層鉄心1a、1bを取り付けるためのアリ溝11a1、11b1を備えている。アリ溝11a1、11b1は、積層バックヨーク部11a、11bの上端部から下端部まで軸方向に延在している。
Dovetail grooves 11a1 and 11b1 for attaching the divided
図6は、図4に示す一対の分割積層鉄心1の分割積層鉄心1a、1bに第一インシュレータ3a、第二インシュレータ3bを装着した状態を示す図である。以下の説明の都合上、図6では、図1の状態と比較して上下を反対にして描画している。図6に示すように、分割積層鉄心1a、1bには、軸方向に垂直に2分割された第一インシュレータ3aと第二インシュレータ3bを装着している。
6 is a view showing a state in which the
後述する巻線工程によって、例えばU相の場合は、一対の分割積層鉄心1(分割積層鉄心1a、1b)を2組1セットのU相巻装部群1Uとして、これらの全ての分割積層鉄心1a、1bにコイル8を連続的に巻線し、1相分のU相分割固定子群10Uを形成する。
図2(a)に示すように、巻線されたU相分割固定子群10Uは、2個のティースU1、U2と、2個のティースU3、U4とが中心点0を挟んで対象の位置となるように配置され、残りのV相分割固定子群10V、W相分割固定子群10Wは、U相分割固定子群10Uから周方向にそれぞれ反対側に60°ずつ、ずらして円環状に配置される。
For example, in the case of the U phase, a pair of divided laminated iron cores 1 (divided
As shown in FIG. 2A, the wound U-phase split stator group 10U includes two teeth U1 and U2 and two teeth U3 and U4 with the
円環状に配置されたU相分割固定子群10U、V相分割固定子群10V、W相分割固定子群10Wを構成する各分割積層鉄心1a、1bの積層バックヨーク部11a、11bの当接部同士が溶接や接着により一体化されることにより、10極12ティースの3相DCブラシレスモータの固定子100が構成される。
Contact between the laminated
次に、第一インシュレータ3a、第二インシュレータ3bの構成について図7〜図8を用いて説明する。
図7(a)は、第一インシュレータ3aの斜視図、図7(b)は、第一インシュレータ3aの上面図、(c)は図7(b)中、矢印B方向から見た第一インシュレータ3aの側面詳細図である。
図8(a)は、第二インシュレータ3bの斜視図、図8(b)は、第二インシュレータ3bの上面図である。図7(b)は、内側端部ワイヤガイド35a2の一部を切り欠いた断面として描いている。
分割積層鉄心1a、1bには、コイル8との間の絶縁を確保するために第一インシュレータ3aおよび第二インシュレータ3bが両側から装着されている。
Next, the structure of the
7A is a perspective view of the
FIG. 8A is a perspective view of the
A
第一インシュレータ3aは、積層ティース部12a、12bの所定の範囲を覆う形状の第一コイル絶縁部36aと、積層ティース部12a、12bの内周先端部の軸方向の縁上から、内周側先端部をそのまま軸方向に伸ばした形状と類似し、上端面35auが軸方向に垂直となる第一内壁35aと、積層バックヨーク部11a、11bの内周側の縁上から軸方向上方に立設する第一外壁34aとから構成されている。
The
第一インシュレータ3aの第一内壁35aの軸方向の上端面35auの周方向両端部には、当該上端面35auの内周側から軸方向に立ち上がる、内側ワイヤガイドとしての内側端部ワイヤガイド35a1、35a2を備える。内側端部ワイヤガイド35a1、35a2は、軸方向の上端部が内周側にせり出した庇形状(面外規制形状)をしている。また、この2つの内側端部ワイヤガイド35a1、35a2の間には、内側端部ワイヤガイド35a1、35a2と概略同じ高さまで軸方向に立ち上がり、周方向に延在する内側ワイヤガイドとしての内側中央ワイヤガイド35a3を備える。
Inner end wire guides 35a1 as inner wire guides that rise in the axial direction from the inner peripheral side of the upper end surface 35au, at both ends in the axial direction of the upper end surface 35au in the axial direction of the first
内側端部ワイヤガイド35a2の庇形状部の下の最内周部35a21と固定子中心Oとの間の距離R1は、内側中央ワイヤガイド35a3の最外周部35a31と固定子中心Oとの距離Aよりも長く、内側端部ワイヤガイド35a2の庇形状部の最内周部35a22と固定子中心Oとの距離R2は、内側中央ワイヤガイド35a3の最外周部35a31と固定子中心Oとの距離Aよりも短い寸法となっている。内側端部ワイヤガイド35a1についても同様である。 The distance R1 between the innermost peripheral portion 35a21 below the flange-shaped portion of the inner end wire guide 35a2 and the stator center O is the distance A between the outermost peripheral portion 35a31 of the inner central wire guide 35a3 and the stator center O. The distance R2 between the innermost peripheral portion 35a22 of the flange-shaped portion of the inner end wire guide 35a2 and the stator center O is longer than the distance A between the outermost peripheral portion 35a31 of the inner central wire guide 35a3 and the stator center O. It has a shorter dimension. The same applies to the inner end wire guide 35a1.
そして内側端部ワイヤガイド35a1と内側中央ワイヤガイド35a3の間、及び内側端部ワイヤガイド35a2と内側中央ワイヤガイド35a3の間には、上端面35au上を径方向に抜ける内壁ワイヤ経路Ma1、Ma2が形成される。上記説明では、内周側に2個の内側端部ワイヤガイド35a1、35a2と1個の内側中央ワイヤガイド35a3を備えるとしているが、離間渡り線41の位置をより細かく規制したいときにはワイヤガイドを4個以上配置しても良い。 Further, between the inner end wire guide 35a1 and the inner central wire guide 35a3 and between the inner end wire guide 35a2 and the inner central wire guide 35a3, there are inner wall wire paths Ma1 and Ma2 that pass through the upper end surface 35au in the radial direction. It is formed. In the above description, the two inner end wire guides 35a1 and 35a2 and the one inner center wire guide 35a3 are provided on the inner peripheral side. You may arrange more than one.
この内壁ワイヤ経路Ma1、Ma2の最下部、すなわち上端面35auの位置は、図1に示すように分割積層鉄心1a、1bに第一インシュレータ3a、第二インシュレータ3bを介してコイル8を巻回したときの内壁側のコイルエンドの位置よりも高い位置となっている。また、コイル8とコイル8の間の渡り線の内、隣り合わないコイル8間を接続する離間渡り線41は、内壁ワイヤ経路Ma1、Ma2の最下部を通り、内側端部ワイヤガイド35a1、35a2、内側中央ワイヤガイド35a3の根元に沿って、上端面35au上を這い回される。
The lowermost portion of the inner wall wire paths Ma1 and Ma2, that is, the position of the upper end surface 35au, is obtained by winding the
一方、第一インシュレータ3aの第一外壁34aには、図7(a)に示すように、第一コイル絶縁部36aの軸方向の端部の高さと概略同じ高さか、それより低い位置から軸方向に延び、径方向に抜けるスリット状の第一外壁ワイヤ経路Ma3、Ma4が設けられている。第一外壁ワイヤ経路Ma3、Ma4は、それぞれ、第一外壁34aの外周側から第一コイル絶縁部36aの周方向端面に向かって連通する。これは、コイル8の巻線時に第一ターンのワイヤが後に上層に巻かれるワイヤの邪魔にならないことを狙いとした構成である。また、図7(b)に示すように、第一コイル絶縁部36aの軸方向端面と径方向端面の境界部には面取部36a1、36a2が設けられている。そして、第一外壁ワイヤ経路Ma3、Ma4の径方向内側の第一外壁34aと面取部36a1、36a2との境界部には、境界に沿って延在する第一ターン案内溝33a1、33a2が設けられている。
On the other hand, as shown in FIG. 7A, the first
第一ターン案内溝33a1、33a2は、後述する巻線装置50によって配線される離間渡り線41に繋がるコイル8の第一ターンと第一外壁34aの間に生じる摩擦力を抑え、離間渡り線41の長さのばらつきを抑える役目を果たすうえ、離間渡り線41が後に巻かれるコイル8の邪魔にならないように配置することを狙いとした構成である。また、第一インシュレータ3aの第一外壁34aには離間渡り線41同士の接触を防止するための外側ワイヤガイドとしての2個の外側端部ワイヤガイド31a1、31a2と外側ワイヤガイドとしての1個の外側中央ワイヤガイド31a3が設けられている。第一外壁ワイヤ経路Ma3、Ma4より周方向外側の外周面両端部に設けた外側端部ワイヤガイド31a1、31a2は、軸方向の上方が開放した樋形状をしている。外側中央ワイヤガイド31a3は、第一外壁ワイヤ経路Ma3、Ma4に挟まれた第一外壁34aの第一中央部34a3の外周面上端部に設けられ、上方に向かったテーパ形状を有する。そして第一中央部34a3の軸方向上端部の中央には、外側中央ワイヤガイド31a3に隣接し、径方向に抜ける第一外壁中央ワイヤ経路Ma5を備える。第一外壁中央ワイヤ経路Ma5は、ワイヤを引っ掛けることができる程度の深さである。
The first turn guide grooves 33a1 and 33a2 suppress the frictional force generated between the first turn of the
外側中央ワイヤガイド31a3の下面31a31は、外側端部ワイヤガイド31a1、31a2の樋形状部(面外規制形状)の底面31a11、31a21よりも使用するワイヤ径程度高い位置に配置されている。また、外側中央ワイヤガイド31a3はテーパ形状を有しているので、離間渡り線41を外側端部ワイヤガイド31a1、31a2に配置する際に外側中央ワイヤガイド31a3の上部に引っかかりにくく、作業性を確保できる。外側端部ワイヤガイド31a1、31a2は、異なる相の離間渡り線41同士が接触することを防止する役目を果たす他に、離間渡り線41が固定子100の外周面から径方向外側に離れることを防止する。外側端部ワイヤガイド31a1、31a2は、樋形状に限らず、軸方向から離間渡り線41を引っ掛けることができ、離間渡り線41が固定子100の外周面から離れないよう面外規制できる形状であれば良い。
The lower surface 31a31 of the outer central wire guide 31a3 is disposed at a position that is higher than the bottom surfaces 31a11 and 31a21 of the flange-shaped portions (out-of-plane regulating shapes) of the outer end wire guides 31a1 and 31a2 by about the wire diameter to be used. Further, since the outer central wire guide 31a3 has a taper shape, it is difficult to be caught on the upper portion of the outer central wire guide 31a3 when the
また、外側端部ワイヤガイド31a1、31a2と外側中央ワイヤガイド31a3の役割を交換して、外側中央ワイヤガイド31a3の下面のみ樋状にしても成立する。さらに、第一外壁34aの根元、すなわち、第一外壁ワイヤ経路Ma3、Ma4の最下部と同じ高さの位置の外側には、積層バックヨーク部11a、11bの外周側の縁上を覆うように周方向に延在する第一ステージ部37aが設けられており、この第一ステージ部37aの上面に沿って離間渡り線41Vを引き回すことにより分割積層鉄心1a、1bと離間渡り線41Vの接触を避けることができる。また、第一ステージ部37aのさらに外周側には軸方向上方に延びる離間渡り線規制用突起38aが設けられており、離間渡り線41Vが固定子100の外周面から径方向外側に離れることを防止している。離間渡り線規制用突起38aは、本形状に限らず、軸方向に離間渡り線41Vを引っ掛けることができ、離間渡り線41Vが固定子100の外周面から離れないよう面外規制できる形状であれば良く、必要に応じて複数設けても良い。
Further, the roles of the outer end wire guides 31a1 and 31a2 and the outer central wire guide 31a3 are exchanged, and only the lower surface of the outer central wire guide 31a3 is formed into a bowl shape. Furthermore, on the outer periphery of the laminated back
第二インシュレータ3bは、積層ティース部12a、12bを覆う形状の第二コイル絶縁部36bと、積層ティース部12a、12bの内周先端部の軸方向の縁上から、内周側先端部をそのまま軸方向に伸ばした形状と類似する第二内壁35bと、積層バックヨーク部11a、11bの内周側の縁上から軸方向上方に立設する第二外壁34bから構成されている。第一インシュレータ3aと第二インシュレータ3bの大きな違いは、第一インシュレータ3aは、第一内壁35aに上端面35auを有し、内側端部ワイヤガイド35a1、35a2や内側中央ワイヤガイド35a3を備えるのに対して、第二インシュレータ3bの第二内壁35bの軸方向の上端部は、径方向の幅が狭く、内側端部ワイヤガイドと内側中央ワイヤガイドとは備えていない点である。第一インシュレータ3aと第二インシュレータ3bの軸方向の境界部分は、分割積層鉄心1a、1bの軸方向の丁度半分である必要は無い。第一インシュレータ3aと第二インシュレータ3bの両方を合わせて分割積層鉄心1a、1bを絶縁できれば良い。
The
第二インシュレータ3bの第二外壁34bには径方向にスリット状の第二外壁ワイヤ経路Mb3、Mb4が設けてあり、それぞれ、第二外壁34bの外周側から第二コイル絶縁部36bの周方向端面に向かって連通する。この第二外壁ワイヤ経路Mb3、Mb4の最下部は第二コイル絶縁部36bの上端面と等しいかそれよりも低い位置となっている。これは第一インシュレータ3aと同様、巻線時に第一ターンのワイヤが後に巻かれるワイヤの邪魔にならないことを狙いとした構成である。
The second
また、第二外壁34bと第二コイル絶縁部36bの面取部36b1、36b2との境界部には、図8(b)に示すように、境界に沿って延在する第一ターン案内溝33b1、33b2が設けられている。これは第一インシュレータ3aと同様、後述する巻線装置50によって配線される隣接渡り線43に繋がるコイル8の第一ターンと第二外壁34bの間に生じる摩擦力を抑え、隣接渡り線43の長さのばらつきを抑える役目を果たすうえ、隣接渡り線43が後に巻かれるコイル8の邪魔にならないことを狙いとした構成である。第一ターン案内溝は、第一インシュレータ3a又は、第二インシュレータ3bのいずれか一方だけに設けても良い。
Further, at the boundary between the second
第二外壁34bの上端部には中性点用端子5N、入力端子5U〜5Wを圧入固定するための端子挿入穴39bが設けてある。第二外壁ワイヤ経路Mb3、Mb4に挟まれた第二外壁34bの第二中央部34b3の外周面上には外側にせり出した干渉防止突起31bが設けられ、第二中央部34b3の上端面には周方向に掘られた溝形状をしたワイヤガイド溝Mb5を備える。
A
また、第二外壁34bの第二中央部34b3の上端面の高さは、第二外壁ワイヤ経路Mb3、Mb4を挟んで周方向両側の上端面の高さより高くなっている。この干渉防止突起31bとワイヤガイド溝Mb5は、後述するコイル8の巻始め線40と隣接渡り線43との接触を防止する役目を果たす。
The height of the upper end surface of the second central portion 34b3 of the second
また、第二インシュレータ3bの第二外壁34bの根元、すなわち、第二外壁ワイヤ経路Mb3、Mb4の最下部と同じ高さの位置の外側には、第一インシュレータ3aと同様、積層バックヨーク部11a、11bの外周側の縁上を覆うように周方向に延在する第二ステージ部37bが設けられており、隣接渡り線43と分割積層鉄心1a、1bとの接触を避けることができる。第二インシュレータ3bの第二外壁34bの上端部の周方向両側の領域のうち、一方または両方には、外周方向にせり出した端末線フック32bが設けられている。端末線フック32bは後述する巻終わり端末線を引っ掛ける際に、端末線が第二インシュレータ3bから外れないように規制する役目を果たす。
In addition, on the outer side of the base of the second
次に、固定子100の離間渡り線41U〜41Wの配置について図1、2、6、9〜11を用いて説明する。
図9は、一相の分割固定子群10X(Xは、U、V、Wの内のいずれかを示す)の巻線直後の状態を示す上面図である。
図10は、巻線直後の一相の分割固定子群10Xを固定子として組み立てるために折曲げた状態を示す斜視図である。
図11(a)は、図10に示す一相の分割固定子群10Xを下側から見た平面図である。
図11(b)は、図10に示す一相の分割固定子群10Xを図11(a)の矢印D側から見た正面図である。
Next, the arrangement of the separation connecting wires 41U to 41W of the
FIG. 9 is a top view showing a state immediately after the winding of the one-phase
FIG. 10 is a perspective view showing a state in which the one-phase divided
FIG. 11A is a plan view of the one-phase
FIG. 11B is a front view of the one-phase
巻線を終えた状態でのU、V、W相の各分割固定子群の違いは、離間渡り線の長さと、各コイル8の巻線方向であるので、図9〜図11は、各相の共通の図面としている。
固定子100の組み立ては、まず、巻線を終えたU相分割固定子群10U、V相分割固定子群10V、W相分割固定子群10Wを一体化させた後、V相分割固定子群10Vの離間渡り線41Vを、間に挟まれる他相の分割固定子群の積層バックヨーク部11a、11b側に這い回し、第一インシュレータ3aの第一外壁34aに設けた第一ステージ部37aと外側端部ワイヤガイド31a1、31a2の間(第一ステージ部37a上でも良い)に配置する。
Since the difference between the U, V, and W phase divided stator groups in the state where the winding is finished is the length of the separation jumper wire and the winding direction of each
The
次に、図1に示すようにW相分割固定子群10Wの離間渡り線41Wを、間に挟まれる他相の分割固定子群の積層バックヨーク部11a、11b側に這い回し、第一インシュレータ3aの第一外壁34aに設けた外側端部ワイヤガイド31a1及び外側端部ワイヤガイド31a2と、外側中央ワイヤガイド31a3の間に配置する。
Next, as shown in FIG. 1, the
最後にU相分割固定子群10Uの離間渡り線41Uを固定子100の内周に沿って這い回す。離間渡り線41Uは、図2(a)に示すように、まずティースU3の第一インシュレータ3aの第一外壁中央ワイヤ経路Ma5に引っ掛けて通されたのち、内壁ワイヤ経路Ma2を通り、固定子100の内周側に出て、内側端部ワイヤガイド35a2、35a1の内周側を通り、隣接するティースW4の第一インシュレータ3aの内壁ワイヤ経路Ma1を通って、上端面35au上の内側中央ワイヤガイド35a3の根元部分を外周に沿って通過する。そして、ティースW4の第一インシュレータ3aの内壁ワイヤ経路Ma2から再度固定子100の内周側に出る。このように、離間渡り線41Uは、内側端部ワイヤガイド35a1、35a2の内周側、内側中央ワイヤガイド35a3の外周側を交互に通る。その後ティースU2の内壁ワイヤ経路Ma1からティースU2のコイル8bへと繋がっている。
Finally, the separation connecting wire 41U of the U-phase split stator group 10U is wound around the inner periphery of the
ここで、先述したように、内側端部ワイヤガイド35a1、35a2の庇形状部の下の最内周部35a11、35a21の位置を、内側中央ワイヤガイド35a3の最外周部35a31より径方向外側になるように設定しているので、離間渡り線41を収納した後の離間渡り線の曲げ半径Ra3、Ra4(図2b参照)が小さくなるのを防ぎ、離間渡り線41Uは滑らかな軌跡となる。
Here, as described above, the positions of the innermost peripheral portions 35a11 and 35a21 below the flange-shaped portions of the inner end wire guides 35a1 and 35a2 are radially outward from the outermost peripheral portion 35a31 of the inner central wire guide 35a3. Therefore, the bend radii Ra3 and Ra4 (see FIG. 2b) of the separation connecting wire after the
これにより、離間渡り線41Uを収納する際に渡り線にくせがつきにくく、作業性の向上や渡り線形状のばらつきを抑制できる。また、内側端部ワイヤガイド35a1、35a2は、軸方向の上端に庇形状部を有するので、渡り線収納後にモールド成形圧などの外力を受けた場合であっても離間渡り線41Uを規制された範囲内にとどめることができる。なお、上述の説明では、離間渡り線41Uを、ティースU3からティースU2にかけて内側端部ワイヤガイド35a1、35a2の内周側と内側中央ワイヤガイド35a3の外周側を交互に通すこととしたが、全ての内側中央ワイヤガイド35a3の外周側を通す必要はなく、例えば、図2においてティースW3とティースV4については内側中央ワイヤガイド35a3の外周側を通さない構成でも良いし、ティースW4とティースV3については内側中央ワイヤガイド35a3の外周側を通さない構成としても良い。 Thereby, it is difficult for the crossover line to become hazy when storing the separation crossover line 41U, and workability can be improved and variation in the crossover line shape can be suppressed. In addition, since the inner end wire guides 35a1 and 35a2 have a hook-shaped portion at the upper end in the axial direction, even when receiving an external force such as a molding pressure after the connecting wire is stored, the separated connecting wire 41U is regulated. Can stay within range. In the above description, the separation connecting wire 41U is alternately passed through the inner peripheral side of the inner end wire guides 35a1 and 35a2 and the outer peripheral side of the inner central wire guide 35a3 from the teeth U3 to the teeth U2. It is not necessary to pass the outer peripheral side of the inner central wire guide 35a3. For example, in FIG. 2, the teeth W3 and the teeth V4 may be configured not to pass the outer peripheral side of the inner central wire guide 35a3, and the teeth W4 and the teeth V3 may be omitted. It is good also as a structure which does not let the outer peripheral side of the inner side center wire guide 35a3 pass.
次に、中性点用端子5Nと巻始め線40の配置について図2、図3、図8、図12を用いて説明する。
図12は、固定子100の中性点の配線を示す展開図であり、固定子100を径方向外側から見た展開図である。V1〜U2の範囲のみを展開した図である。図2において見えている側が、図12では下側になっていることに注意を要する。
Next, the arrangement of the
FIG. 12 is a development view showing the wiring of the neutral point of the
前述したようにU相分割固定子群10U、V相分割固定子群10V、W相分割固定子群10Wを一体化させた後、第二インシュレータ3bに設けられた端子挿入穴39bに、中性点用端子5N、及び図示しない入力端子5U、5V、5Wを挿入する。次に、ティースW1のコイル8bから出ているW相の巻始め線40Wを中性点用端子5Nに接続する。次に、ティースV1のコイル8aから出ているV相の巻始め線40Vを第二インシュレータ3bのワイヤガイド溝Mb5に、ティースV1、V2の順に通し、中性点用端子5Nに接続する。最後にティースU1から出ているU相の巻始め線40UをティースW2の端末線フック32bの下に通し、ワイヤガイド溝Mb5にはティースW2、W1の順に通して中性点用端子5Nに接続する。
As described above, after the U-phase split stator group 10U, the V-phase split stator group 10V, and the W-phase split stator group 10W are integrated, the
ここで、図12において、ティースV1に紙面に向かって時計回りにコイル8aを巻く場合に、第一ターンのワイヤが後に巻かれるワイヤの邪魔にならないように巻始め線40Vは、第二外壁ワイヤ経路Mb3を通ってコイル8aにつながっている。このとき、干渉防止突起31bは、隣接渡り線43と巻始め線40Vの接触を防止し、ワイヤガイド溝Mb5に巻始め線40Vを通しやすくする役目を果たす。同様にU相の巻始め線40Uも第二外壁ワイヤ経路Mb3を通ってコイル8aから出ているが、この場合も干渉防止突起31bは巻始め線40Uが隣接渡り線43に近づくのを規制する役目を果たす。
Here, in FIG. 12, when the
なお、上記説明ではティースV1のコイル8aが紙面に向かって時計回りに巻かれた場合について説明したが、反対に、ティースW1のコイル8bが紙面に向かって時計回りに巻かれた場合には、巻始め線40WがティースW1の第二外壁ワイヤ経路Mb3から出て、干渉防止突起31bは、同様に巻始め線40Wが付近の隣接渡り線43に接触することを防止する役目を果たす。
In the above description, the case where the
また、本実施の形態では、図3に対応するように離間渡り線41U〜41Wの配置について説明したが、回転電機の制御上の都合でU相、V相、W相を入れ替えても発明が成立することは言うまでも無い。さらに、積層バックヨーク部11a、11b側を這わせる渡り線について、上記説明では外側端部ワイヤガイド31a1、31a2の下側とした離間渡り線41Vは、外側端部ワイヤガイド31a1、31a2の上側に他の離間渡り線41Wが配置されない場所では、外側端部ワイヤガイド31a1、31a2の上側に配置しても良い。同様に、上記説明で外側端部ワイヤガイド31a1、31a2の上側とした離間渡り線41Wは、外側端部ワイヤガイド31a1、31a2の下側に他の離間渡り線41Vが配置されない場所では、外側端部ワイヤガイド31a1、31a2の下側に配置しても良い。
In the present embodiment, the arrangement of the separation jumpers 41U to 41W has been described so as to correspond to FIG. 3, but the invention can be achieved even if the U phase, the V phase, and the W phase are exchanged for the convenience of control of the rotating electrical machine. Needless to say, this is true. Further, with respect to the connecting wire that extends over the laminated back
次に、順序は前後するが、U相巻装部群1U(コイル8a、8bを巻線するとU相分割固定子群10Uとなるもの)、V相巻装部群1V、W相巻装部群1Wにコイル8a、8bを巻線するコイル巻線工程と固定子100の巻線装置について、固定子100のU相を構成するU相巻装部群1Uへのコイル巻線工程を例として説明する。
Next, the order is changed, but the U-phase winding unit group 1U (the U-phase split stator group 10U is formed by winding the
図13は、巻線装置50によりU相巻装部群1Uへコイルを巻線している状態を示す上面図である。
図14は、巻線装置50によりU相巻装部群1Uへのコイルの巻線が完了した状態を示す上面図である。
巻線装置50は、複数の分割積層鉄心1a、1b(ここでは、一対の分割積層鉄心1を2セット)に第一インシュレータ3a、第二インシュレータ3bを装着した巻装部UK1〜UK4を、各積層ティース部12a、12bの内周側の先端が外側を向くように円環状に配置する、チャック機構51を備える。チャック機構51は、各巻装部UK1〜UK4に設けられたアリ溝11a1、11b1を把持する可動爪522を備える。チャック機構51は位置制御できるサーボモータやステッピングモータに連結されており、回転駆動軸Cを中心として回転させることができる。
FIG. 13 is a top view showing a state in which a coil is wound around the U-phase winding part group 1U by the winding
FIG. 14 is a top view showing a state where the winding of the coil to the U-phase winding unit group 1U is completed by the winding
The winding
また、巻線装置50は、各巻装部UK1〜UK4に、外周側から順番に対向して、ワイヤ6を供給しながら軸R(巻装部の中心軸)を中心として巻装部UK1〜UK4の周囲を旋回することで各巻装部UK1〜UK4にコイル8を巻線するフライヤ58を備える。 フライヤ58は、コイル8の整列性を向上する目的で、旋回動作と同期して図13の矢印X方向にスライドする。
Further, the winding
図13に示すように、チャック機構51は、組み付けられた巻装部UK1、UK3の軸心を結ぶ直線B1と、巻装部UK2、UK4の軸心を結ぶ直線B2のいずれもが回転駆動軸Cを通るように巻装部UK1〜UK4を位置決めする。これにより、回転駆動軸Cを回転させるだけで各巻装部UK1〜UK4をフライヤ58に対して同じ位置に移動させることができ、巻線装置50の巻線動作の調整時間を短縮できる構成となっている。また、チャック機構51は、コイル8の巻線順序として2番目の巻装部(図ではUK2)と3番目の巻装部(同UK3)との中間に、離間渡り線41U〜41Wを引っ掛けるために使用する調整フック55を備える。
As shown in FIG. 13, the chuck mechanism 51 includes a straight line B1 that connects the axial centers of the assembled winding portions UK1 and UK3 and a straight line B2 that connects the axial centers of the winding portions UK2 and UK4. The winding portions UK1 to UK4 are positioned so as to pass through C. As a result, the winding portions UK1 to UK4 can be moved to the same position with respect to the
次に、U相用のU相巻装部群(UK1〜UK4のセット)にコイル8を巻線する巻線工程について説明する。第一インシュレータ3a、第二インシュレータ3bが組み付けられた巻装部UK1〜UK4は、巻線装置50のチャック機構51に、第二インシュレータ3bを取り付けた側が上側となるように投入される。そしてチャック機構51に備えられた可動爪522が開くことによりアリ溝11a1、11b1が把持され、各巻装部UK1〜UK4がチャック機構51に固定される。
Next, the winding process of winding the
次に、最初にコイル8aを巻線する巻装部UK1をフライヤ58の軸Rに対向させる。フライヤ58のノズル58aからワイヤ6が供給され、フライヤ58の旋回動作によってコイル8aを巻線する。次に、このコイル8aの端末線をフライヤ58とチャック機構51の動作によって、巻装部UK1の第二インシュレータ3bの第二外壁ワイヤ経路Mb3、隣接する巻装部UK2の第二インシュレータ3bの第二外壁ワイヤ経路Mb4に通し、隣接渡り線43を形成する。作業時間の短縮のため、この隣接渡り線43を形成する動作の中で巻装部UK2をフライヤ58に対向させる。次に、巻装部UK1に巻線した時と逆方向にフライヤ58を旋回させ、巻装部UK2にコイル8bを巻線する。
Next, the winding part UK1 around which the
このようにして1つ目の分割積層鉄心1a、1bを内包する巻装部UK1、UK2への巻線が完了する。引き続き、巻装部UK2に巻線したコイル8bの端末線をフライヤ58とチャック機構51の動作によって、巻装部UK2の下側の第一インシュレータ3aの内壁ワイヤ経路Ma1に通し(図2参照)、続いて調整フック55に引っ掛け、巻装部UK3の第一インシュレータ3aに設けられた内壁ワイヤ経路Ma2に通し、これが離間渡り線41Uとなる。作業時間の短縮のため、この離間渡り線41Uを形成する動作の中で巻装部UK3をフライヤ58に対向させる。
Thus, the winding to the winding parts UK1 and UK2 including the first divided
次に、巻装部UK2に巻線したときと同方向にフライヤ58を旋回させ、コイル8bを巻装部UK3に巻線する。このコイル8bの端末線をフライヤ58とチャック機構51の動作によって、巻装部UK3の第二インシュレータ3bの第二外壁ワイヤ経路Mb3、隣接する巻装部UK4の第二インシュレータ3bの第二外壁ワイヤ経路Mb4に通し、隣接渡り線43とする。作業時間の短縮のため、この隣接渡り線43を形成する動作の中で巻装部UK4をフライヤ58に対向させる。
Next, the
次に、巻装部UK1を巻線した時と同方向にフライヤ58を旋回させ、巻装部UK4にコイル8aを巻線する。図14に示すように、このコイル8aの巻終わり線45Uは、巻装部UK4の第二インシュレータ3bの第二外壁ワイヤ経路Mb3を通り、第二インシュレータ3bの第二外壁34bの端末線フック32bに引っ掛けられることでその長さを確保して切断される。このとき、同時に端末線フック32bにより、巻終わり線45Uが外れないように規制され、巻終わり線45Uの引っ掛けに失敗することによる手戻りを防止することができる。
Next, the
以上のようにして、U相巻装部群1Uへの巻線工程を完了してU相分割固定子群10Uを得る。チャック機構51に固定された巻線を完了したU相分割固定子群10Uは、チャック機構51の可動爪522が閉じられることで取り出し可能となる。そして、U相分割固定子群10Uを取り出し、次のV相巻装部群1Vをチャック機構51に投入し、V相用のコイル8の巻線工程が行われる。
As described above, the winding process to the U-phase winding part group 1U is completed to obtain the U-phase split stator group 10U. The U-phase split stator group 10U that has completed the winding fixed to the chuck mechanism 51 can be taken out by closing the
上述の説明では、U相巻装部群1Uにコイル8を巻線する巻線工程について説明したが、V相巻装部群1Vへのコイル8の巻線についても同様である。W相巻装部群1Wの巻装部については、コイル8の巻線方向を、図3に示すようにU相と逆方向にするだけで良い。
In the above description, the winding process of winding the
本発明の実施の形態1に係る回転電機の固定子100によれば、離間渡り線41Uを収納する際に渡り線にくせがつきにくい。また、作業性の向上や渡り線形状のばらつきを抑制できる。また、離間渡り線41Uの最大弛み量を抑制でき、離間渡り線の収納スペースを小型化できる。また、第一インシュレータ3a、第二インシュレータ3bを大型化することなく、異なる相の離間渡り線41U〜41Wおよび隣接渡り線43同士の干渉を防止でき、高い絶縁耐力を有する回転電機の固定子100を提供することができる。
また、部品点数を抑え、高密度なコイル8を高速に巻線できるので、異なる相の離間渡り線41U〜41W、隣接渡り線43を干渉させることなく、高い絶縁耐力を有する固定子100を生産することができる。
According to the
In addition, since the high-
なお、本実施の形態では、10極12スロットの3相DCブラシレスモータの固定子100(電機子)の例について説明したが、例えば20極24スロット、30極36スロットなどの3相DCブラシレスモータにおいても同様に対応できる。
また、本実施の形態では説明の都合上、巻始め線40U〜40Wを中性点側、巻終わり線45U〜45Wを入力端子側として述べたが、生産の都合に合わせて巻始めと巻終わりの順を逆転させても成立する。このような電気配線とすることで、ワイヤ6の接続箇所が少なく、離間渡り線41U〜41W、隣接渡り線43の接触のおそれがある箇所を極限まで減らすことができ、インシュレータの形状の複雑化および大型化、ひいては固定子100の大型化を抑制することができる。
In this embodiment, an example of a stator 100 (armature) of a 10-pole 12-slot three-phase DC brushless motor has been described. However, for example, a 3-phase DC brushless motor having a 20-
Further, in the present embodiment, for the convenience of explanation, the winding start lines 40U to 40W are described as the neutral point side, and the winding end lines 45U to 45W are described as the input terminal side. Even if the order of By using such an electrical wiring, the number of connecting portions of the wire 6 is small, and the locations where there is a possibility of contact between the spaced-apart connecting wires 41U to 41W and the adjacent connecting
実施の形態2.
以下、本発明の実施の形態2について、実施の形態1と異なる部分を中心に図を用いて説明する。
図15は、この発明の実施の形態2に係る固定子200の上面図である。
図16は、固定子200の固定子鉄心210を構成する分割積層鉄心201の斜視図である。
図17は、図16に示す分割積層鉄心201に実施の形態1と同じ第一インシュレータ3a、第二インシュレータ3bを装着した状態を示す斜視図である。
図18(a)は、一相の分割固定子群210Xの巻線直後の状態を示す上面図、図18(b)は、その斜視図である。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on portions different from the first embodiment.
FIG. 15 is a top view of
FIG. 16 is a perspective view of the split laminated
FIG. 17 is a perspective view showing a state in which the same
18A is a top view showing a state immediately after the winding of the one-phase divided
固定子200の固定子鉄心210は、バックヨーク部202と、バックヨーク部202から径方向に突出するティース部203からなる珪素鋼板製の鉄心片205を積層した分割積層鉄心201を12個、環状に並べ、周方向の当接部をカシメや溶接により連結固定した構成であり、2個一組として連結していない点で実施の形態1と異なる。固定子200の電気的な構成や渡り線の配置は実施の形態1と同じである。このように分割積層鉄心201を小型化することで、鉄心をプレス打ちぬきする金型サイズを抑制でき、投資を抑えることができる。また金型の段取り替えが容易となり、多品種に対応できる生産ラインを構築できる。
The
実施の形態3.
以下、本発明の実施の形態3について、実施の形態1と異なる部分を中心に図を用いて説明する。
図19は、図4に示す一対の分割積層鉄心1の分割積層鉄心1a、1bにインシュレータ303を一体成形した状態を示す斜視図である。
Embodiment 3 FIG.
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
FIG. 19 is a perspective view showing a state in which the
インシュレータ303は、実施の形態1における第一インシュレータ3a、第二インシュレータ3bを一体化した形状を有し、分割積層鉄心1a、1bに一体成形されて装着されている。このように分割面をもたないインシュレータ303を装着することで、巻線しているコイルが分割面のエッヂに擦れて絶縁劣化することを防止することができる。
The
尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
100,200 固定子、10 固定子鉄心、10U U相分割固定子群、
10V V相分割固定子群、10W W相分割固定子群、10X 分割固定子群、
0 中心点、1 一対の分割積層鉄心、1a,1b,201 分割積層鉄心、
1U U相巻装部群、1V V相巻装部群、1W W相巻装部群、
2,202 バックヨーク部、3,203 ティース部、3a 第一インシュレータ、
3b 第二インシュレータ、303 インシュレータ、5,205 鉄心片、
5N 中性点用端子、5U〜5W 入力端子、6 ワイヤ、8,8a,8b コイル、
R,Q 軸、11a,11b 積層バックヨーク部、11a1,11b1 アリ溝、
11at,11bt 端部、12a,12b 積層ティース部、13 連結部、
31a1,31a2 外側端部ワイヤガイド、31a3 外側中央ワイヤガイド、
31a11 底面、31a31 下面、31b 干渉防止突起、32b 端末線フック、33a1,33a2,33b1,33b2 第一ターン案内溝、34a 第一外壁、
34a3 第一中央部、34b 第二外壁、34b3 第二中央部、35a 第一内壁、35b 第二内壁、35a1,35a2 内側端部ワイヤガイド、
35a3 内側中央ワイヤガイド、35a21,35a22 最内周部、
35a31 最外周部、35au 上端面、36a 第一コイル絶縁部、
36b 第二コイル絶縁部、36a1,36b1 面取部、37a 第一ステージ部、
37b 第二ステージ部、40,40U,40V,40W 巻始め線、
38a 離間渡り線規制用突起、39b 端子挿入穴、
41,41U,41V,41W 離間渡り線、43 隣接渡り線、
45U,45V,45W 巻終わり線、50 巻線装置、51 チャック機構、
55 調整フック、58 フライヤ、B1,B2 直線、C1 回転駆動軸、
U1〜U4,V1〜V4,W1〜W4 ティース、522 可動爪、
UK1〜UK4 巻装部、Ma1,Ma2 内壁ワイヤ経路、
Ma3,Ma4 第一外壁ワイヤ経路、Ma5 第一外壁中央ワイヤ経路、
Mb3,Mb4 第二外壁ワイヤ経路、Mb5 ワイヤガイド溝、C 回転駆動軸、
O 固定子中心。
100, 200 Stator, 10 Stator core, 10U U phase split stator group,
10V V-phase split stator group, 10W W-phase split stator group, 10X split stator group,
0 center point, 1 pair of divided laminated iron cores, 1a, 1b, 201 divided laminated iron cores,
1U U phase winding part group, 1V V phase winding part group, 1W W phase winding part group,
2,202 back yoke portion, 3,203 teeth portion, 3a first insulator,
3b 2nd insulator, 303 insulator, 5,205 iron core piece,
5N neutral point terminal, 5U to 5W input terminal, 6 wires, 8, 8a, 8b coil,
R, Q axis, 11a, 11b laminated back yoke part, 11a1, 11b1 dovetail groove,
11at, 11bt end, 12a, 12b laminated teeth portion, 13 connecting portion,
31a1, 31a2 outer end wire guide, 31a3 outer center wire guide,
31a11 bottom surface, 31a31 bottom surface, 31b interference prevention protrusion, 32b terminal wire hook, 33a1, 33a2, 33b1, 33b2, first turn guide groove, 34a first outer wall,
34a3 first central portion, 34b second outer wall, 34b3 second central portion, 35a first inner wall, 35b second inner wall, 35a1, 35a2 inner end wire guide,
35a3 inner center wire guide, 35a21, 35a22 innermost periphery,
35a31 outermost peripheral part, 35au upper end surface, 36a first coil insulating part,
36b 2nd coil insulation part, 36a1, 36b1 chamfering part, 37a 1st stage part,
37b Second stage part, 40, 40 U, 40 V, 40 W Winding start line,
38a Spacing wire regulating protrusion, 39b Terminal insertion hole,
41, 41U, 41V, 41W Spatial connecting wire, 43 Adjacent connecting wire,
45U, 45V, 45W end winding wire, 50 winding device, 51 chuck mechanism,
55 adjustment hook, 58 flyer, B1, B2 straight line, C1 rotary drive shaft,
U1-U4, V1-V4, W1-W4 teeth, 522 movable claws,
UK1-UK4 winding part, Ma1, Ma2 inner wall wire path,
Ma3, Ma4 first outer wall wire path, Ma5 first outer wall central wire path,
Mb3, Mb4 second outer wall wire path, Mb5 wire guide groove, C rotary drive shaft,
O Stator center.
Claims (14)
前記分割鉄心にインシュレータを介して巻線されたコイルを、隣合わない他の前記分割鉄心の前記コイルに連続して接続する離間渡り線を有する回転電機の固定子において、
前記インシュレータは、前記分割鉄心の軸方向の一端面のバックヨーク部の内周側縁上から軸方向上方に立設する第一外壁と、前記一端面のティース部の内周先端部の軸方向の縁上から前記第一外壁と同じ方向に立設する第一内壁と、前記第一外壁と前記第一内壁に接続され、前記ティース部の外周面の所定の範囲を覆う第一コイル絶縁部とを備える第一インシュレータ、及び、
前記分割鉄心の軸方向の他端面の前記バックヨーク部の内周側縁上から軸方向上方に立設する第二外壁と、前記ティース部の内周側先端の前記他端面のティース部の内周先端部の軸方向の縁上から前記第二外壁と同じ方向に立設する第二内壁と、前記第二外壁と前記第二内壁に接続され、前記ティース部の外周の、前記第一コイル絶縁部が覆う範囲以外の範囲を覆う第二コイル絶縁部とを備える第二インシュレータからなり、
前記第一内壁の軸方向端面の周方向の両端部には、軸方向上方に立設して前記離間渡り線を案内する内側端部ワイヤガイドを有し、
前記第一内壁の軸方向端面の周方向の中央には、軸方向上方に立設して前記離間渡り線を案内する、内側中央ワイヤガイドを有し、
前記内側端部ワイヤガイドと、前記内側中央ワイヤガイドは、前記内側端部ワイヤガイドの最内周部が、前記内側中央ワイヤガイドの最外周部より径方向外側になるように配置され、
前記離間渡り線は、前記第一インシュレータの前記第一外壁または前記第一内壁に配設され、前記コイルの巻始め線、巻き終わり線、隣合うコイル同士を連続して結合する隣接渡り線は、前記インシュレータの前記第二外壁または前記第二内壁に配設されている回転電機の固定子。 A stator core in which a plurality of split cores each having a back yoke part and a teeth part protruding radially inward from the back yoke part are connected in an annular shape;
In a stator of a rotating electric machine having a separation wire that continuously connects a coil wound around the split iron core via an insulator to the coil of another non-adjacent split iron core,
The insulator includes a first outer wall erected axially upward from an inner peripheral side edge of the back yoke portion on one end surface in the axial direction of the divided core, and an axial direction of an inner peripheral tip portion of the tooth portion on the one end surface. A first inner wall erected in the same direction as the first outer wall from above the edge, and a first coil insulating portion connected to the first outer wall and the first inner wall and covering a predetermined range of the outer peripheral surface of the teeth portion A first insulator comprising: and
A second outer wall standing upright in the axial direction from the inner peripheral side edge of the back yoke portion on the other end surface in the axial direction of the divided iron core, and an inner portion of the tooth portion on the other end surface at the inner peripheral end of the tooth portion. A second inner wall erected in the same direction as the second outer wall from above an axial edge of the peripheral tip, and the first coil connected to the second outer wall and the second inner wall and on the outer periphery of the tooth portion A second insulator comprising a second coil insulating portion covering a range other than the range covered by the insulating portion,
At both ends in the circumferential direction of the axial end surface of the first inner wall, there are inner end wire guides that stand up in the axial direction and guide the separation crossover line,
In the center in the circumferential direction of the axial end surface of the first inner wall, there is an inner central wire guide that stands up in the axial direction and guides the separation jumper line,
The inner end wire guide and the inner central wire guide are arranged such that the innermost peripheral portion of the inner end wire guide is radially outer than the outermost peripheral portion of the inner central wire guide,
The spaced-apart connecting wire is disposed on the first outer wall or the first inner wall of the first insulator, and the adjacent connecting wire for continuously connecting the winding start line, the winding end line, and adjacent coils of the coil is A stator of a rotating electrical machine disposed on the second outer wall or the second inner wall of the insulator.
前記第一外壁の2つの前記外側端部ワイヤガイドの間には軸方向に延在して径方向に開口し、前記第一コイル絶縁部の周方向端面に連通する2つの第一外壁ワイヤ経路を有し、
2つの前記第一外壁ワイヤ経路に挟まれた、前記第一外壁の第一中央部の外周面上端部には、
前記外側端部ワイヤガイドの上を引き回される前記離間渡り線が軸方向に離れないように面外規制する、軸方向上側に向かって内側に傾斜するテーパ形状をした外側中央ワイヤガイドを有する請求項1に記載の回転電機の固定子。 At both ends in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the first outer wall, there is an outer end wire guide that supports the separation connecting wire,
Two first outer wall wire paths extending in the axial direction between the two outer end wire guides of the first outer wall and opening in the radial direction and communicating with the circumferential end surface of the first coil insulating portion Have
At the upper end of the outer peripheral surface of the first central portion of the first outer wall, sandwiched between the two first outer wall wire paths,
An outer central wire guide having a tapered shape that is inclined inward toward the upper side in the axial direction and regulates out-of-plane so that the separation jumper routed around the outer end wire guide is not separated in the axial direction; The stator of the rotary electric machine according to claim 1.
2つの前記第二外壁ワイヤ経路に挟まれた、前記第二外壁の第二外壁中央部は、軸方向上端面に、周方向に延在し、前記コイルの前記巻始め線と前記隣接渡り線との接触を防止するワイヤガイド溝を有し、前記第二外壁中央部の上端面の高さが第二外壁の他の部分の上端面の高さより高い請求項2又は請求項3に記載の回転電機の固定子。 The second outer wall has two second outer wall wire paths that extend in the axial direction and open in the radial direction and communicate with the circumferential end surface of the second coil insulating portion,
The center portion of the second outer wall of the second outer wall sandwiched between the two second outer wall wire paths extends in the circumferential direction on the upper end surface in the axial direction, and the winding start line of the coil and the adjacent connecting wire The height of the upper end surface of said 2nd outer wall center part is higher than the height of the upper end surface of the other part of the 2nd outer wall. Stator for rotating electric machine.
前記第一コイル絶縁部が前記面取部を有する場合は、前記面取部と前記第一外壁との境界部に前記コイルの第一ターンを案内する第一ターン案内溝を有し、
前記第二コイル絶縁部が前記面取部を有する場合は、前記面取部と前記第二外壁との境界部に前記コイルの第一ターンを案内する第一ターン案内溝を有する請求項2から請求項7のいずれか1項に記載の回転電機の固定子。 At least one of the first coil insulating portion and the second coil insulating portion has a chamfered portion at the boundary between the axial end surface and the radial end surface,
When the first coil insulating portion has the chamfered portion, the first coil insulating portion has a first turn guide groove that guides the first turn of the coil at a boundary portion between the chamfered portion and the first outer wall.
When the second coil insulating portion includes the chamfered portion, the first coil guide groove has a first turn guide groove that guides the first turn of the coil at a boundary portion between the chamfered portion and the second outer wall. The stator for a rotating electrical machine according to claim 7.
前記面外規制形状部と、前記内側中央ワイヤガイドは、前記面外規制形状部の最内周部が、前記内側中央ワイヤガイドの最外周部より径方向内側になるように配置されている請求項2から請求項9のいずれか1項に記載の回転電機の固定子。 The inner end wire guide has an out-of-plane regulating shape portion that regulates the separation connecting line so as not to be separated from the axial end surface of the first inner wall in the axial direction.
The out-of-plane regulating shape portion and the inner central wire guide are arranged such that the innermost peripheral portion of the out-of-plane regulating shape portion is radially inward from the outermost peripheral portion of the inner central wire guide. The stator for a rotating electrical machine according to any one of claims 2 to 9.
同相のコイルが、隣接する一対の前記分割鉄心にそれぞれ逆向きに連続して巻線され、更に連続して、所定の長さの前記離間渡り線を介して別の隣接する一対の前記分割鉄心に互いに逆向きに巻線された分割固定子群を有し、
前記離間渡り線で繋がれた前記分割鉄心の間には、他の2相の分割固定子群を構成するそれぞれ一対の前記分割鉄心が挟まれている請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の回転電機の固定子。 The coil of the stator is Y-connected in three phases,
In-phase coils are continuously wound in opposite directions around a pair of adjacent split cores, and are further continuously connected to another pair of adjacent split cores via the separation wire having a predetermined length. Having a split stator group wound in opposite directions to each other,
The pair of split iron cores constituting another two-phase split stator group are sandwiched between the split iron cores connected by the separation jumper wires. The stator of the rotating electrical machine according to the item.
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