JP2021019388A - Electric motor, power device for vehicle, power generator, vehicle wheel bearing with power generator, and manufacturing method of electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動機、車両用動力装置、発電機、発電機付車輪用軸受および電動機の製造方法に関し、分数溝モータの結線工程等を簡単化し、製造を容易にすることができる技術に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electric motor, a power unit for a vehicle, a generator, a bearing for wheels with a generator, and an electric motor, and relates to a technique capable of simplifying a connection process of a fractional groove motor and facilitating the manufacture.
一般的なラジアル構造の三相同期モータ(以下、モータと称す)は、ステータコア構造として、環状の部材にティースが等配された構造を持つ。ティースにはコイルが巻かれ、コイルは三相の動力線を結線して構成されている(例えば、特許文献1,2)。
A three-phase synchronous motor (hereinafter referred to as a motor) having a general radial structure has a structure in which teeth are evenly arranged on an annular member as a stator core structure. A coil is wound around the tooth, and the coil is configured by connecting three-phase power lines (for example,
モータにおいて、一相あたりのスロット数を総極数で除した数が分数になるモータを分数溝モータと称す(例えば、特許文献3,4)。三相同期モータにおいては、ロータの極対数をNとし、一相あたりのスロット数(=ティースの数)をPとしたとき、P/3Nが分数となるモータを指す。分数溝モータは、駆動時のトルクの発生位置がモータ全周に分散するため、低振動、低トルクリップルである。またステータティースの先端と磁石が最接近する位置がモータ全周で分散するため、磁石の吸引力が分散し、低コギングトルクであることを特徴とする。
In a motor, a motor in which the number of slots per phase divided by the total number of poles is a fraction is referred to as a fractional groove motor (for example,
しかし、コイルの回路構成が大きな周期性を持つため、コイルの回路を製造することが難しい。分数溝モータの構成の中にロータの極対数N=5、一相あたりのスロット数P=4とした5:4の比率、すなわち三相モータであれば総極数2N:総スロット数3P=10:12の比率のモータの場合、各ティースにおける相の位置と巻線の方向は図19(b)のようになる。これは同相で隣り合うティース50の極性が互いに逆となり、隣り合うティース50,50で直列回路を形成する場合、同じ方向に巻線をしているならば、互いのコイル51の巻き始めと巻き終わりを接続しなければならず、隣り合うコイル同士を接続するための結線工程が必要となる。
However, it is difficult to manufacture a coil circuit because the coil circuit configuration has a large periodicity. The ratio of 5: 4 with the number of pole pairs N = 5 of the rotor and the number of slots P = 4 per phase in the configuration of the fractional groove motor, that is, the total number of poles 2N for a three-phase motor: the total number of slots 3P = In the case of a motor having a ratio of 10:12, the position of the phase and the direction of the winding in each tooth are as shown in FIG. 19 (b). This is because the polarities of the
図19(a)に示す一般的な整数溝モータは、隣り合うコイル51の巻線の方向が一定であり、その極性も同じ方向のため、例えば中性点の結線を一様なコイル端に対して施工することができ、分数溝モータと比較して製造が容易である。
図19(a),(b)において、各ティース50に示したアルファベットは駆動時に流す電流の相を表し、+−の記号は回路構成時の巻線の向きを示している。同相のコイル51は直列または並列に接続され、同相の交流電流が+−の記号の向きに正負を逆転して流れる。
In the general integer groove motor shown in FIG. 19A, the winding directions of the
In FIGS. 19A and 19B, the alphabets shown in the
図20に巻線の向きを示す。右ネジの法則に従い、ティース先端方向に磁束が流れる向きの符号を+としている。また、コイル断面に対して電流の向きが紙面奥向きとなる場合を×印、電流の向きが紙面手前向きとなる場合を丸印で表す。これらは各ティースのコイル接続方向の関係を示したものであり、本発明におけるモータの運転に用いられる電流は交流電流のため、運転中の電流および磁束の向きは随時入れ替わる。ステータの別の模式図を図21に示す。各相のコイルは目的に応じて全て直列もしくは全て並列、またはその両方を組み合わせた回路構成が採られる。 FIG. 20 shows the direction of the winding. According to the right-handed screw rule, the sign of the direction in which the magnetic flux flows toward the tip of the tooth is +. Further, the case where the current direction is toward the back of the paper surface with respect to the coil cross section is indicated by a cross, and the case where the current direction is toward the front of the paper surface is indicated by a circle. These show the relationship between the coil connection directions of each tooth, and since the current used for operating the motor in the present invention is an alternating current, the directions of the current and the magnetic flux during operation are changed at any time. Another schematic diagram of the stator is shown in FIG. The coils of each phase are all in series, all in parallel, or a combination of both, depending on the purpose.
図19(b)に示すように、三相交流モータにおいて総極数:総スロット数が10:12の比率の分数溝モータは、ティース12個でコイルの回路周期性をもち、隣り合うティースで電流の向きが逆方向になる、もしくは相が異なる。一方で整数溝の場合はティース3個の周期となっており、かつ、ティースの極性も一定である場合が大半である。そのため整数溝モータと比較して分数溝モータはコイル巻きおよびコイルの回路の製造が難しい。極対数:一相あたりのスロット数が5:4の比率の分数溝モータで、コイルの接続回路に直列接続を持つ場合、同相で隣り合うコイルの巻き始めと巻き終わりを接続する必要があり、コイル接続のための工程および接続スペースが必要となる。 As shown in FIG. 19B, in a three-phase AC motor, a fractional groove motor having a total number of poles: total number of slots of 10:12 has 12 teeth and has coil circuit periodicity, and adjacent teeth are used. The direction of the current is opposite or the phase is different. On the other hand, in the case of an integer groove, the period is three teeth, and in most cases, the polarity of the teeth is also constant. Therefore, it is difficult to manufacture a coil winding and a coil circuit in a fractional groove motor as compared with an integer groove motor. If you have a fractional groove motor with a ratio of 5: 4 slots per phase and have a series connection to the coil connection circuit, you need to connect the winding start and winding end of adjacent coils in the same phase. A process and connection space for coil connection are required.
この発明の目的は、分数溝の構成を備えると共に、製造工数の削減を図ることができ、またコイルの結線スペースを低減することができる電動機、車両用動力装置、発電機、発電機付車輪用軸受および電動機の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is for electric motors, vehicle power units, generators, wheels with generators, which can provide a fractional groove configuration, reduce manufacturing manpower, and reduce coil connection space. It is to provide a method of manufacturing a bearing and an electric motor.
この発明の電動機は、ステータコアおよびこのステータコアの円周方向に並ぶ各ティースに巻回された複数のコイルを含むステータコイルを有するステータと、このステータに対し半径方向に対向して位置するロータとを備え、前記ロータの極対数をNとし、前記ステータにおける一相あたりのティースの数をPとしたとき、P/3Nが整数でない電動機であって、
前記ステータコアは、少なくとも前記ティース毎に分割された複数のティース部品が円環状に組み立てられた組立構造であり、前記各コイルのうち同相のコイルが直列回路を成し、前記同相のコイルのうちの円周方向に隣り合うコイルが1本の素線から成り互いに逆向きの極性に構成されている。
The electric motor of the present invention includes a stator core, a stator having a stator coil including a plurality of coils wound around each tooth arranged in the circumferential direction of the stator core, and a rotor located so as to face the stator in the radial direction. When the number of pole pairs of the rotor is N and the number of teeth per phase in the stator is P, P / 3N is not an integer.
The stator core has an assembly structure in which a plurality of tooth parts divided at least for each of the teeth are assembled in an annular shape, and the in-phase coils of the respective coils form a series circuit, and the in-phase coils are formed. The coils adjacent to each other in the circumferential direction are composed of one wire and are configured to have opposite polarities.
この構成によると、分数溝の構成を備えた電動機において、円周方向に隣り合う同相のコイルが1本の素線から成り互いに逆向きの極性に構成されているため、円周方向に隣り合う同相のコイルを直列に結線する部分を省略することができる。したがって、製造工数の削減を図ることができる。またステータコアは、ティース毎に分割された複数のティース部品が円環状に組み立てられた組立構造であるため、各ティースが分割された状態で各ティースにコイルを容易に巻回することが可能となる。このコイル巻回後、複数のティース部品を円環状に組み立てることができる。これにより、分数溝の構成を備えた電動機であっても、コイルの結線スペースを低減することができる。 According to this configuration, in an electric motor having a fractional groove configuration, coils having the same phase adjacent to each other in the circumferential direction are composed of one wire and are configured to have opposite polarities to each other, so that they are adjacent to each other in the circumferential direction. The portion where the in-phase coils are connected in series can be omitted. Therefore, the manufacturing man-hours can be reduced. Further, since the stator core has an assembly structure in which a plurality of tooth parts divided for each tooth are assembled in an annular shape, it is possible to easily wind a coil around each tooth in a state where each tooth is divided. .. After winding this coil, a plurality of tooth parts can be assembled in an annular shape. As a result, the coil connection space can be reduced even in an electric motor having a fractional groove configuration.
前記各ティース部品は、前記ティースと、このティースの根本部から円周方向に延びる連結部とを有し、前記ステータコアは、複数の前記連結部が円環状に組み立てられていてもよい。この場合、複数のティース部品を組み合わせてステータコアの円環部を構成することができる。この場合において、同一形状のティース部品を組み合わせてステータコアの円環部を構成してもよい。この構成によると、ステータ製造時の金型の種類を減らすことができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。 Each tooth component has the tooth and a connecting portion extending in the circumferential direction from the root portion of the tooth, and the stator core may have a plurality of the connecting portions assembled in an annular shape. In this case, a plurality of tooth parts can be combined to form an annular portion of the stator core. In this case, the ring portion of the stator core may be formed by combining tooth parts having the same shape. According to this configuration, it is possible to reduce the types of molds at the time of manufacturing the stator, and it is possible to reduce the manufacturing cost.
前記ステータコアは、円環部と、この円環部の内周または外周に前記各ティースの根本部が固定される複数のティースとを備えてもよい。この場合、円周上の分割構造と比較して円環部の形状誤差が少なくなるため、ステータの前記円環部を他部品に組み付ける際の組付け性をよくすることができる。さらに円周上の分割構造と比較してステータコアの円環部で磁路が途切れることがないため、ステータの損失を低くつまり磁束密度を高くすることができる。また、円周上の分割構造と比較してティースの形状を直線形状とすることができることから、巻線機によるティースの保持が容易で、巻線部分に干渉する部分がないため、ティースへの巻線が容易となり、コイルの占積率を向上することができる。 The stator core may include an annular portion and a plurality of teeth in which the root portion of each of the teeth is fixed to the inner circumference or the outer circumference of the annular portion. In this case, since the shape error of the annular portion is smaller than that of the divided structure on the circumference, the assembling property when assembling the annular portion of the stator to other parts can be improved. Further, as compared with the split structure on the circumference, the magnetic path is not interrupted at the annular portion of the stator core, so that the loss of the stator can be reduced, that is, the magnetic flux density can be increased. In addition, since the shape of the teeth can be made linear as compared with the split structure on the circumference, it is easy to hold the teeth by the winding machine and there is no part that interferes with the winding part. Winding becomes easy, and the space factor of the coil can be improved.
前記電動機は、前記ロータが前記ステータの半径方向内方に位置するインナーロータ型であってもよい。この場合、同一サイズのアウターロータ型の電動機よりもロータの慣性モーメントが低いため、高速回転向きの電動機とすることができる。 The electric motor may be an inner rotor type in which the rotor is located inward in the radial direction of the stator. In this case, since the moment of inertia of the rotor is lower than that of the outer rotor type motor of the same size, the motor can be used for high-speed rotation.
前記電動機は、前記ロータが前記ステータの半径方向外方に位置するアウターロータ型であってもよい。この場合、同一サイズのインナーロータ型の電動機よりもロータとステータとが対向する面積を増やすことができる。これにより、限られた空間内で出力トルクを最大化することが可能となる。 The electric motor may be an outer rotor type in which the rotor is located outward in the radial direction of the stator. In this case, the area where the rotor and the stator face each other can be increased as compared with the inner rotor type electric motor of the same size. This makes it possible to maximize the output torque in a limited space.
前記ティースは、このティースの先端部に、円周方向両側に円弧状に突出する突出部分が設けられている突出部分付き形状、または前記先端部に前記突出部分が設けられていない形状である非突出形状であってもよい。コイルとステータコアとの間に絶縁用部材であるボビンを介在させる場合に、先端部に前記突出部分が設けられていない形状である非突出形状のティースを適用すると、ティースの先端側から前記ボビンを挿通することができ、ボビンを分割構造にする必要がなくなるため、電動機を安価に製造することができる。突出部分付き形状のティースを適用すると、磁束の流れが最適化され、電動機の出力向上を図れ、且つコギングトルクを低減し得る。 The tooth has a shape with a protruding portion provided at the tip of the tooth with protruding portions protruding in an arc shape on both sides in the circumferential direction, or a shape in which the protruding portion is not provided at the tip. It may have a protruding shape. When a bobbin, which is an insulating member, is interposed between the coil and the stator core, if a non-protruding tooth having a shape in which the protruding portion is not provided at the tip portion is applied, the bobbin is pushed from the tip side of the tooth. Since the bobbin can be inserted and the bobbin does not need to be divided, the electric motor can be manufactured at low cost. By applying a tooth with a protruding portion, the flow of magnetic flux can be optimized, the output of the electric motor can be improved, and the cogging torque can be reduced.
前記電動機は、前記ロータの極対数をNとし、前記ステータにおける一相あたりのティースの数をPとしたとき、N:P=5:4の比となる分数溝モータであってもよい。電動機をこのような分数溝モータに適用することで、コギングトルクの低減を図り、トルク密度の向上を図ることができる。トルク密度の向上を図れるためモータ出力を大きくすることが可能となる。 The electric motor may be a fractional groove motor having a ratio of N: P = 5: 4, where N is the number of pole pairs of the rotor and P is the number of teeth per phase in the stator. By applying the electric motor to such a fractional groove motor, it is possible to reduce the cogging torque and improve the torque density. Since the torque density can be improved, the motor output can be increased.
この発明の車両用動力装置は、固定輪、およびハブフランジを有し前記固定輪に転動体を介して回転自在に支持されて前記ハブフランジに車両の車輪およびブレーキロータが取付けられる回転輪を有する車輪用軸受と、この車輪用軸受に取付けられた前記いずれかに記載の発明の電動機と、を備え、前記固定輪に前記ステータが取付けられ、前記回転輪に前記ロータが取付けられている。 The vehicle power device of the present invention has a fixed wheel and a hub flange, and has a rotating wheel that is rotatably supported by the fixed wheel via a rolling element and to which a vehicle wheel and a brake rotor are attached to the hub flange. A wheel bearing and an electric motor according to any one of the above inventions attached to the wheel bearing are provided, the stator is attached to the fixed wheel, and the rotor is attached to the rotating wheel.
この構成によると、円周方向に隣り合う同相のコイルを直列に結線する部分を省略することができるため、結線に必要なステータ軸方向寸法を短縮することができる。したがって、限られた寸法内で電動機の軸方向寸法を大きくすることができ、電動機の出力を向上させることができる。 According to this configuration, it is possible to omit a portion in which coils of the same phase adjacent to each other in the circumferential direction are connected in series, so that the dimensions in the stator axial direction required for the connection can be shortened. Therefore, the axial dimension of the electric motor can be increased within the limited dimensions, and the output of the electric motor can be improved.
この発明の発電機は、ステータコアおよびこのステータコアの円周方向に並ぶ各ティースに巻回された複数のコイルを含むステータコイルを有するステータと、このステータに対し半径方向に対向して位置するロータとを備え、前記ロータの極対数をNとし、前記ステータにおける一相あたりのティースの数をPとしたとき、P/3Nが整数でない発電機であって、
前記ステータコアは、少なくとも前記ティース毎に分割された複数のティース部品が円環状に組み立てられた組立構造であり、前記各コイルのうち同相のコイルが直列回路を成し、前記同相のコイルのうちの円周方向に隣り合うコイルが1本の素線から成り互いに逆向きの極性に構成されている。
The generator of the present invention includes a stator core and a stator having a stator coil including a plurality of coils wound around each tooth arranged in the circumferential direction of the stator core, and a rotor located radially opposed to the stator. When the number of pole pairs of the rotor is N and the number of teeth per phase in the stator is P, P / 3N is not an integer.
The stator core has an assembly structure in which a plurality of tooth parts divided at least for each of the teeth are assembled in an annular shape, and the in-phase coils of the respective coils form a series circuit, and the in-phase coils are formed. The coils adjacent to each other in the circumferential direction are composed of one wire and are configured to have opposite polarities.
この構成によると、分数溝の構成を備えた発電機において、円周方向に隣り合う同相のコイルが1本の素線から成り互いに逆向きの極性に構成されているため、円周方向に隣り合う同相のコイルを直列に結線する部分を省略することができる。したがって、製造工数の削減を図ることができる。またステータコアは、ティース毎に分割された複数のティース部品が円環状に組み立てられた組立構造であるため、各ティースが分割された状態で各ティースにコイルを容易に巻回することが可能となる。このコイル巻回後、複数のティース部品を円環状に組み立てることができる。これにより、分数溝の構成を備えた発電機であっても、コイルの結線スペースを低減することができる。 According to this configuration, in a generator having a fractional groove configuration, coils having the same phase adjacent to each other in the circumferential direction are composed of one strand and are configured to have opposite polarities to each other, so that they are adjacent to each other in the circumferential direction. The portion for connecting the matching in-phase coils in series can be omitted. Therefore, the manufacturing man-hours can be reduced. Further, since the stator core has an assembly structure in which a plurality of tooth parts divided for each tooth are assembled in an annular shape, it is possible to easily wind a coil around each tooth in a state where each tooth is divided. .. After winding this coil, a plurality of tooth parts can be assembled in an annular shape. As a result, the coil connection space can be reduced even in a generator having a fractional groove configuration.
この発明の発電機付車輪用軸受は、固定輪、およびハブフランジを有し前記固定輪に転動体を介して回転自在に支持されて前記ハブフランジに車両の車輪およびブレーキロータが取付けられる回転輪を有する車輪用軸受と、この車輪用軸受に取付けられた前記に記載の発明の発電機と、を備え、前記固定輪に前記ステータが取付けられ、前記回転輪に前記ロータが取付けられている。 The bearing for wheels with a generator of the present invention has a fixed wheel and a hub flange, and is rotatably supported by the fixed wheel via a rolling element, and a vehicle wheel and a brake rotor are attached to the hub flange. The wheel bearing and the generator according to the invention described above are attached to the wheel bearing, the stator is attached to the fixed wheel, and the rotor is attached to the rotating wheel.
この構成によると、円周方向に隣り合う同相のコイルを直列に結線する部分を省略することができるため、結線に必要なステータ軸方向寸法を短縮することができる。したがって、限られた寸法内で発電機の軸方向寸法を大きくすることができ、発電機の出力を向上させることができる。 According to this configuration, it is possible to omit a portion in which coils of the same phase adjacent to each other in the circumferential direction are connected in series, so that the dimensions in the stator axial direction required for the connection can be shortened. Therefore, the axial dimension of the generator can be increased within the limited dimensions, and the output of the generator can be improved.
この発明の電動機の製造方法は、ステータコアおよびこのステータコアの円周方向に並ぶ各ティースに巻回された複数のコイルを含むステータコイルを有するステータと、このステータに対し半径方向に対向して位置するロータとを備え、前記ロータの極対数をNとし、前記ステータにおける一相あたりのティースの数をPとしたとき、P/3Nが整数でない電動機の製造方法であって、
前記ステータコアは、少なくとも前記ティース毎に分割された複数のティース部品を有し、
前記各コイルのうち直列回路を成す同相のコイルが巻回される2個のティース部品を、それぞれ先端部が互いに対向するように配置し、前記2個のティース部品に巻かれて2個の前記コイルとなる1本の素線の一部を固定するコイル巻線準備過程と、
このコイル巻線準備過程の後、前記対向させた2個のティース部品の各ティースに対し、互いに逆向きの極性となるように、前記素線を相対的に巻回するコイル巻線過程と、
このコイル巻線過程の後、前記2個のティース部品を所望の角度に開き円環状に組み立てる組立過程と、を有する。
The method for manufacturing an electric motor of the present invention is located at a stator having a stator core and a stator coil including a plurality of coils wound around each tooth arranged in the circumferential direction of the stator core, and facing the stator in the radial direction. A method for manufacturing an electric motor in which a rotor is provided, the number of pole pairs of the rotor is N, and the number of teeth per phase in the stator is P, P / 3N is not an integer.
The stator core has at least a plurality of tooth parts divided for each tooth.
Of the coils, two tooth parts around which a coil of the same phase forming a series circuit is wound are arranged so that their tips face each other, and the two teeth parts are wound around the two tooth parts. The coil winding preparation process to fix a part of one wire that will be the coil,
After this coil winding preparation process, a coil winding process in which the strands are relatively wound so that the polarities of the two opposed tooth parts are opposite to each other,
After this coil winding process, there is an assembly process in which the two tooth parts are opened at a desired angle and assembled in an annular shape.
コイル巻線準備過程では、2個のティース部品を、それぞれ先端部が互いに対向するように配置し、1本の素線の一部を固定する。コイル巻線過程では、対向させた2個のティース部品の各ティースに対し、互いに逆向きの極性となるように、前記素線を相対的に巻回する。その後組立過程において、前記2個のティース部品を所望の角度に開き円環状に組み立てる。このように複数のティース部品を円環状に組み立てる前に、対向させた2個のティース部品の各ティースに対し、互いに逆向きの極性となるように、素線を相対的に巻回するため、分割されていない円環状のステータコアに巻線をするよりも、各ティースにコイルを容易に巻回することが可能となる。また各ティースに対し、互いに逆向きの極性となるように、1本の素線を相対的に巻回するため、円周方向に隣り合う同相のコイルを直列に結線する部分を省略することができる。 In the coil winding preparation process, the two tooth parts are arranged so that their tips face each other, and a part of one wire is fixed. In the coil winding process, the strands are wound relative to each of the teeth of the two facing tooth parts so as to have polarities opposite to each other. Then, in the assembly process, the two tooth parts are opened at a desired angle and assembled in an annular shape. Before assembling the plurality of tooth parts in an annular shape in this way, the wires are wound relative to each of the teeth of the two opposed tooth parts so as to have opposite polarities. It is possible to easily wind the coil around each tooth rather than winding the undivided annular stator core. Further, since one wire is relatively wound around each tooth so that the polarities are opposite to each other, it is possible to omit the portion in which the coils of the same phase adjacent to each other in the circumferential direction are connected in series. it can.
前記コイル巻線過程の後、前記組立過程の前に、前記各ティースに巻回された前記コイルを型で押圧する押圧過程を有してもよい。この場合、コイルの占積率を向上し、コイル同士およびコイルとステータコアの密着性を向上することができる。前記コイルの占積率を向上することで、電動機の出力を向上することが期待できる。前記コイルの密着性を向上することで、コイルの電流による発熱をステータコアに効率的に伝えることができ、コイルに流せる電流量を向上することができる。 After the coil winding process and before the assembly process, there may be a pressing process of pressing the coil wound around each tooth with a mold. In this case, the space factor of the coils can be improved, and the adhesion between the coils and between the coils and the stator core can be improved. By improving the space factor of the coil, it can be expected that the output of the electric motor will be improved. By improving the adhesion of the coil, the heat generated by the current of the coil can be efficiently transmitted to the stator core, and the amount of current that can be passed through the coil can be improved.
この発明の電動機は、ステータコアおよびこのステータコアの円周方向に並ぶ各ティースに巻回された複数のコイルを含むステータコイルを有するステータと、このステータに対し半径方向に対向して位置するロータとを備え、前記ロータの極対数をNとし、前記ステータにおける一相あたりのティースの数をPとしたとき、P/3Nが整数でない電動機であって、前記ステータコアは、少なくとも前記ティース毎に分割された複数のティース部品が円環状に組み立てられた組立構造であり、前記各コイルのうち同相のコイルが直列回路を成し、前記同相のコイルのうちの円周方向に隣り合うコイルが1本の素線から成り互いに逆向きの極性に構成されている。このため、分数溝の構成を備えると共に、製造工数の削減を図ることができ、またコイルの結線スペースを低減することができる。 The electric motor of the present invention includes a stator core, a stator having a stator coil including a plurality of coils wound around each tooth arranged in the circumferential direction of the stator core, and a rotor located so as to face the stator in the radial direction. When the number of pole pairs of the rotor is N and the number of teeth per phase in the stator is P, the motor is an electric motor in which P / 3N is not an integer, and the stator core is divided at least for each of the teeth. It is an assembly structure in which a plurality of tooth parts are assembled in an annular shape. Of the coils, the coils of the same phase form a series circuit, and the coils of the coils of the same phase adjacent to each other in the circumferential direction are one element. It is composed of lines and has opposite polarities. Therefore, the structure of the fractional groove can be provided, the manufacturing man-hours can be reduced, and the coil connection space can be reduced.
この発明の車両用動力装置は、固定輪、およびハブフランジを有し前記固定輪に転動体を介して回転自在に支持されて前記ハブフランジに車両の車輪およびブレーキロータが取付けられる回転輪を有する車輪用軸受と、この車輪用軸受に取付けられた前記いずれかに記載の発明の電動機と、を備え、前記固定輪に前記ステータが取付けられ、前記回転輪に前記ロータが取付けられているため、分数溝の構成を備えると共に、製造工数の削減を図ることができ、またコイルの結線スペースを低減することができる。 The vehicle power device of the present invention has a fixed wheel and a hub flange, and has a rotating wheel that is rotatably supported by the fixed wheel via a rolling element and to which a vehicle wheel and a brake rotor are attached to the hub flange. A wheel bearing and the electric motor of the invention according to any one of the above, which are attached to the wheel bearing, are provided, and the stator is attached to the fixed wheel and the rotor is attached to the rotating wheel. In addition to having a fractional groove configuration, it is possible to reduce the number of manufacturing steps and the coil connection space.
この発明の発電機は、ステータコアおよびこのステータコアの円周方向に並ぶ各ティースに巻回された複数のコイルを含むステータコイルを有するステータと、このステータに対し半径方向に対向して位置するロータとを備え、前記ロータの極対数をNとし、前記ステータにおける一相あたりのティースの数をPとしたとき、P/3Nが整数でない発電機であって、前記ステータコアは、少なくとも前記ティース毎に分割された複数のティース部品が円環状に組み立てられた組立構造であり、前記各コイルのうち同相のコイルが直列回路を成し、前記同相のコイルのうちの円周方向に隣り合うコイルが1本の素線から成り互いに逆向きの極性に構成されている。このため、分数溝の構成を備えると共に、製造工数の削減を図ることができ、またコイルの結線スペースを低減することができる。 The generator of the present invention includes a stator core and a stator having a stator coil including a plurality of coils wound around each tooth arranged in the circumferential direction of the stator core, and a rotor located radially opposed to the stator. When the number of pole pairs of the rotor is N and the number of teeth per phase in the stator is P, P / 3N is not an integer, and the stator core is divided at least for each tooth. This is an assembly structure in which a plurality of the teeth parts are assembled in an annular shape. Of the coils, the in-phase coils form a series circuit, and one of the in-phase coils adjacent to each other in the circumferential direction. It is composed of the wires of the above and has polarities opposite to each other. Therefore, the structure of the fractional groove can be provided, the manufacturing man-hours can be reduced, and the coil connection space can be reduced.
この発明の発電機付車輪用軸受は、固定輪、およびハブフランジを有し前記固定輪に転動体を介して回転自在に支持されて前記ハブフランジに車両の車輪およびブレーキロータが取付けられる回転輪を有する車輪用軸受と、この車輪用軸受に取付けられた前記に記載の発明の発電機と、を備え、前記固定輪に前記ステータが取付けられ、前記回転輪に前記ロータが取付けられているため、分数溝の構成を備えると共に、製造工数の削減を図ることができ、またコイルの結線スペースを低減することができる。 The bearing for wheels with a generator of the present invention has a fixed wheel and a hub flange, and is rotatably supported by the fixed wheel via a rolling element, and a vehicle wheel and a brake rotor are attached to the hub flange. The bearing for wheels and the generator of the invention described above attached to the bearing for wheels are provided, the stator is attached to the fixed wheel, and the rotor is attached to the rotating wheel. In addition to having a fractional groove configuration, it is possible to reduce the number of manufacturing steps and the coil connection space.
この発明の電動機の製造方法は、ステータコアおよびこのステータコアの円周方向に並ぶ各ティースに巻回された複数のコイルを含むステータコイルを有するステータと、このステータに対し半径方向に対向して位置するロータとを備え、前記ロータの極対数をNとし、前記ステータにおける一相あたりのティースの数をPとしたとき、P/3Nが整数でない電動機の製造方法であって、前記ステータコアは、少なくとも前記ティース毎に分割された複数のティース部品を有し、前記各コイルのうち直列回路を成す同相のコイルが巻回される2個のティース部品を、それぞれ先端部が互いに対向するように配置し、前記2個のティース部品に巻かれて2個の前記コイルとなる1本の素線の一部を固定するコイル巻線準備過程と、このコイル巻線準備過程の後、前記対向させた2個のティース部品の各ティースに対し、互いに逆向きの極性となるように、前記素線を相対的に巻回するコイル巻線過程と、このコイル巻線過程の後、前記2個のティース部品を所望の角度に開き円環状に組み立てる組立過程と、を有する。このため、分数溝の構成を備えると共に、製造工数の削減を図ることができ、またコイルの結線スペースを低減することができる。 The method for manufacturing an electric motor of the present invention is located at a stator having a stator core and a stator coil including a plurality of coils wound around each tooth arranged in the circumferential direction of the stator core, and facing the stator in the radial direction. A method for manufacturing an electric motor in which a rotor is provided, the number of pole pairs of the rotor is N, and the number of teeth per phase in the stator is P, P / 3N is not an integer, and the stator core is at least said. Two tooth parts having a plurality of tooth parts divided for each tooth and wound with coils of the same phase forming a series circuit among the coils are arranged so that their tip portions face each other. A coil winding preparation process for fixing a part of one wire that is wound around the two tooth parts to form the two coils, and after the coil winding preparation process, the two opposed pieces are opposed to each other. A coil winding process in which the wire is relatively wound so that the respective teeth have polarities opposite to each other, and after this coil winding process, the two tooth parts are installed. It has an assembly process that opens at a desired angle and assembles in an annular shape. Therefore, the structure of the fractional groove can be provided, the manufacturing man-hours can be reduced, and the coil connection space can be reduced.
[第1の実施形態]
この発明の実施形態に係る電動機を図1ないし図9と共に説明する。
図1に示すように、この実施形態に係る電動機1は、後述する分割コア構造を持つ環状のステータ2と、このステータ2に対し半径方向内方に位置するロータ3とを備えたインナーロータ型の表面磁石型永久磁石電動機である。但し、電動機1は、後述するアウターロータ型にも適用することができる。ステータ2は、ステータコア4と、このステータコア4の円周方向に並ぶ各ティース4aに巻回された複数のコイル5aを含むステータコイル5とを有する。
[First Embodiment]
The electric motor according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
As shown in FIG. 1, the
<分数溝構成例>
この電動機1は、ステータ2における一相あたりのティース4aの数を、ロータ3の総極数で除した数が分数となるいわゆる分数溝モータである。一例として、ロータ3の極対数をNとし、ステータ2の一相あたりのティース4aの数をPとしたとき、N:P=5:4の倍数の電動機に適している。すなわち三相同期電動機の場合には、2N:3P=10:12、20:24、30:36、…の極数・スロット数の電動機に適用し得る。その他の分数溝モータにおいても、円周方向に隣り合う同相のティース4aの巻線が逆巻きとなる構成に適用できる。
<Fraction groove configuration example>
The
そのコイル5aの接続回路に一つ以上の直列回路を有する電動機であれば、円周方向に隣り合うティース4aが同相かつ逆向きの極性を持つコイル5aの直列回路部分を容易に製造し得る。すなわち本実施形態により製造されるコイル巻線は、同相で円周方向に隣り合うコイル5aの接続工程を省略するため、1本の素線から成る連続したコイル5aで構成されることを特徴とする。そのため、製造工数の削減を図り結線スペースを省略することができる。前記連続したコイル5aとは、コイルの端部同士を溶接またはコネクタ等で接続したコイルを含まず、1本の素線から成るコイル5aを必要なコイル長にして用いたものである。
If the electric motor has one or more series circuits in the connection circuit of the
その他の分数溝構成例として、2N:3P=14:12、14:15の比率の電動機は、円周方向に隣り合う同相のティースの巻線が逆巻きとなるため、容易に適用でき、その他の分数溝モータにも適用し得る。なお、本実施形態では三相モータを例とするが、任意の相数に適用可能である。例えば、五相モータとすると、総極数・総スロット数が2N:5P=10:20、20:40、…に適する。 As another example of a fractional groove configuration, an electric motor having a ratio of 2N: 3P = 14:12 and 14:15 can be easily applied because the windings of the in-phase teeth adjacent to each other in the circumferential direction are reversely wound. It can also be applied to fractional groove motors. In this embodiment, a three-phase motor is taken as an example, but it can be applied to any number of phases. For example, in the case of a five-phase motor, the total number of poles and the total number of slots are suitable for 2N: 5P = 10:20, 20:40, and so on.
<ステータコア4の分割構成例>
ステータコア4は、少なくともティース4a毎に分割された複数のティース部品6が円環状に組み立てられた組立構造である。各ティース部品6は、ティース4aと、このティース4aの根本部から円周方向両側に延びる連結部7とを有し、ステータコア4は、複数の連結部7が円環状に組み立てられたものである。換言すれば、ステータコア4は、円環部8で円周方向に分割された構成である。
<Example of split configuration of
The
各ティース部品6は、例えば、薄板状の複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて固定されたものが適用される。各ティース部品6における円周方向両側の連結部7に、隣接する連結部7と嵌合される嵌合部7aが設けられている。嵌合部7aは、円周方向に隣接するティース部品6同士の当接面が凹凸形状となる凹凸部分を有し、円周方向に隣接する前記凹凸部分が互いに嵌め合わされて円環部8を構成する。ティース部品6は、例えば、左右非対称の一枚の電磁鋼板が表裏逆転させて積層されたものである。
As each
この例の電磁鋼板は、正面視において、ティース4aを中心として、円環部8の一部を成す円周方向一方の連結部7が他方の連結部7よりも短く形成されることで左右非対称の電磁鋼板を構成する。各ティース部品6につき、左右非対称の一枚の電磁鋼板を一定の積厚で表裏を逆転させて順次積層することで、前記凹凸部分が形成される。所望の積厚に積層された電磁鋼板は、加締めまたは接着により相互に接合されている。なお各ティース部品6は、一体成形された圧粉磁心等から成るものでもよい。
The electromagnetic steel sheet of this example is asymmetrical when viewed from the front, because one connecting
<コイル5aの段上がりについて>
図2および図3に示すように、インナーロータ型の電動機1の場合、ティース先端側よりもティース根本側で隣り合うコイル5aとの空間が広く空くため、ティース根本側でコイル5aの段上がり(重ねて巻く部分)が構築されることが望ましい。後述する巻線施工例のようにコイル5aを巻回することでティース根本側でのコイル5aの段上がりが容易になる。またコイル5aを固定したままティース部品6を回転させることで、同様の巻線を構成することができる。
<About step-up of
As shown in FIGS. 2 and 3, in the case of the inner rotor type
<ティース先端の形状例>
図4(a)に示すように、ティース4aは、このティース4aの根本部4aaから先端部4abにストレート形状つまり直線状に延びる非突出形状であってもよく、または図4(b)に示すように、先端部4abに円周方向両側に円弧状に突出する突出部分4acが設けられている突出部分付き形状であってもよい。コイルとステータコアとの間に絶縁用部材であるボビン9(図3)を介在させる場合に、図4(a)に示すストレート形状のティース4aを適用すると、ティース4aの先端側から前記ボビンを挿通することができ、ボビンを分割構造にする必要がなくなるため、電動機を安価に製造し得る。図4(b)に示すように、ティース4aの先端部から円周方向両側に円弧状に突出する突出部分4acが設けられている場合、磁束の流れが最適化され、電動機の出力向上を図れ、且つコギングトルクを低減し得る。
<Example of tooth tip shape>
As shown in FIG. 4A, the
<巻線施工例>
図5はこの電動機の製造方法を段階的に示す図であり、図6は、同製造方法で複数のティース4aを円環状に組み立てた状態を示す図である。この電動機の製造方法は、順次、コイル巻線準備過程と、コイル巻線過程と、組立過程とを有する。コイル巻線準備過程では、図5(a)に示すように、各コイルのうち直列回路を成す同相のコイルが巻回される2個のティース部品6,6を、それぞれ先端部が所定間隔を空けて互いに対向するように配置し、これらのティース分の巻線に必要なコイル長で1本の素線Sを用意する。このコイル素線Sの長手方向中央部Saを図示外の作業台等に固定し、コイル素線Sの長手方向一端部Sbを一方(図5(a)右側)のティース4aの根本部に固定する。
<Example of winding construction>
FIG. 5 is a diagram showing a stepwise manufacturing method of this electric motor, and FIG. 6 is a diagram showing a state in which a plurality of
次に、コイル巻線過程では、図5(b)に示すように、対向させた2個のティース部品6,6の各ティース4aに対し、互いに逆向きの極性となるように、前記コイル素線Sを相対的に巻回する。具体的には、コイル素線Sの長手方向他端部Scを、他方(図5(a)左側)のティース4aに対して相対的に回転させながら、このティース4aの軸方向根本側に移動させる。またコイル素線Sの長手方向中央部Saが固定された状態で、コイル素線Sの長手方向一端部Sbが固定された一方(図5(a)右側)のティース4aを、このティース4aの軸方向回りに回転させることで、両側のティース4a,4aに同一方向の巻線を形成する。
Next, in the coil winding process, as shown in FIG. 5B, the coil elements have polarities opposite to each other with respect to each of the
その後、組立過程では、図5(c)および図6に示すように、2個のティース部品6,6を所望の角度に開き円環状に組み立てて固定し、接続されていないコイル端部を所望の回路に結線してステータ2が完成する。その後ロータ3(図1)とステータ2を組み合わせて電動機1が完成する。
After that, in the assembly process, as shown in FIGS. 5C and 6, the two
図7および図8に示すように電動機を製造してもよい。
図7(a)に示すコイル巻線準備過程では、同相のコイルが巻回される2個のティース部品6,6を、それぞれ先端部が所定間隔を空けて互いに対向するように配置し、これらのティース分の巻線に必要なコイル長で1本の素線Sを用意する。このコイル素線Sの長手方向中央部Saを図示外の作業台等に固定する。
The electric motor may be manufactured as shown in FIGS. 7 and 8.
In the coil winding preparation process shown in FIG. 7A, two
次に、コイル巻線過程では、図7(b)に示すように、コイル素線Sの長手方向両端部Sb,Scをティース4a,4aに対して相対的に回転させ、コイル素線Sの長手方向一端部Sbに対しコイル素線Sの長手方向他端部Scを逆回転させながら、各ティース4aの軸方向根本側に移動させ、巻線を形成する。
Next, in the coil winding process, as shown in FIG. 7B, both ends Sb and Sc of the coil wire S in the longitudinal direction are rotated relative to the
その後、組立過程では、図7(c)および図8に示すように、2個のティース部品6,6を所望の角度に開き円環状に組み立てて固定し、接続されていないコイル端部を所望の回路に結線してステータ2が完成する。その後ロータ3(図1)とステータ2を組み合わせて電動機1が完成する。
After that, in the assembly process, as shown in FIGS. 7 (c) and 8, the two
一般的なモータ巻線工程では、コイル素線を図示外のノズルで射出する巻線機を用いるが、この発明の実施形態では前記ノズルを使用する必要はなく、コイル巻線過程においてコイル線径およびノズル径の影響がない。従来の分割されていない円環状のステータに巻線をする場合、円周方向に隣り合うコイルとのすきまにコイルを通して巻線する。このため、隣り合うコイルを傷つける恐れがあり、コイルの占積率を極限まで高めることが難しい。
本実施形態においては、コイル巻線過程の後、組立過程においてステータを組み立てるため、隣り合うコイルと接触しない範囲の上限まで巻線を施すことができる。また、前記ノズルを用いないため、任意の断面形状のコイルを自由に巻くことができる。
In a general motor winding process, a winding machine that ejects a coil wire with a nozzle (not shown) is used, but in the embodiment of the present invention, it is not necessary to use the nozzle, and the coil wire diameter is used in the coil winding process. And there is no effect of nozzle diameter. When winding on a conventional undivided annular stator, the coil is passed through a gap between adjacent coils in the circumferential direction. Therefore, there is a risk of damaging adjacent coils, and it is difficult to maximize the space factor of the coils.
In the present embodiment, since the stator is assembled in the assembly process after the coil winding process, winding can be performed up to the upper limit of the range not in contact with the adjacent coils. Further, since the nozzle is not used, a coil having an arbitrary cross-sectional shape can be freely wound.
図9に示すように、コイル巻線過程の後、組立過程の前に、各ティース4aに巻回されたコイル5aを型10で押圧する押圧過程を有してもよい。本実施形態による巻線は、コイル巻線後にティース4aおよびコイル5aを型10で押圧することが容易である。このように押圧することで、コイル5aの占積率を向上し、コイル同士およびコイル5aとステータコアの密着性を向上することができる。前記コイル5aの占積率を向上することで、電動機の出力を向上することが期待できる。前記コイル5aの密着性を向上することで、コイル5aの電流による発熱をステータコアに効率的に伝えることができ、コイル5aに流せる電流量を向上することができる。
As shown in FIG. 9, after the coil winding process and before the assembly process, there may be a pressing process of pressing the
<作用効果>
以上説明した電動機1およびその製造方法によれば、分数溝の構成を備えた電動機において、円周方向に隣り合う同相のコイル5aが1本の素線Sから成り互いに逆向きの極性に構成されているため、円周方向に隣り合う同相のコイル5aを直列に結線する部分を省略することができる。したがって、製造工数の削減を図ることができる。またステータコア4は、ティース4a毎に分割された複数のティース部品6が円環状に組み立てられた組立構造であるため、各ティース4aが分割された状態で各ティース4aにコイル5aを容易に巻回することが可能となる。このコイル巻回後、複数のティース部品6を円環状に組み立てることができる。これにより、分数溝の構成を備えた電動機であっても、コイル5aの結線スペースを低減することができる。
<Effect>
According to the
複数のティース部品6を組み合わせてステータコア4の円環部8を構成する場合に、同一形状のティース部品6を組み合わせてステータコア4の円環部8を構成することができる。この場合において、同一形状のティース部品6を組み合わせてステータコア4の円環部8を構成することができる。この構成によると、ステータ製造時の金型の種類を減らすことができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。
電動機1は、ロータ3がステータ2の半径方向内方に位置するインナーロータ型であるため、同一サイズのアウターロータ型の電動機よりもロータ3の慣性モーメントが低く、高速回転向きの電動機とすることができる。
When a plurality of
Since the
<他の実施形態について>
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
<About other embodiments>
In the following description, the same reference numerals will be given to the parts corresponding to the matters described in advance in each embodiment, and duplicate description will be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described above unless otherwise specified. It has the same effect from the same configuration. In addition to the combination of the parts specifically described in each embodiment, it is also possible to partially combine the embodiments as long as the combination does not cause any trouble.
図10に示すように、ステータコア4は、複数のティース4aと、これら複数のティース4aの根本部を内周に固定する円環部8とを備える構造、換言すれば、ティース部分のみを分割する構造としてもよい。円環部8の内周には、円周方向一定間隔おきに被係合部8aが複数設けられ、各被係合部8aにティース4aの根本部が係合可能に構成されている。
As shown in FIG. 10, the
この場合、円周上の分割構造と比較して円環部8の形状誤差が少なくなるため、ステータ2の前記円環部8を他部品に組み付ける際の組付け性をよくすることができる。さらに円周上の分割構造と比較してステータコア4の円環部8で磁路が途切れることがないため、ステータ2の損失を低くつまり磁束密度を高くすることができる。また、円周上の分割構造と比較してティース4aの形状を直線形状とすることができることから、巻線機によるティース4aの保持が容易で、巻線部分に干渉する部分がないため、ティース4aへの巻線が容易となり、コイル5aの占積率を向上することができる。
In this case, since the shape error of the
図11および図12に示すように、電動機1は、ロータ3がステータ2の半径方向外方に位置するアウターロータ型であってもよい。アウターロータ型の電動機1の場合、ティース根本側よりもティース先端側で隣り合うコイル5aとの空間が広くなるため、ティース先端側でコイル5aの段上がりが構築されることが望ましい。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
このため、図13に示すように、二つのティース分の巻線に必要なコイル長で1本のコイル素線Sを用意する。このコイル素線Sの長手方向両端部を二つのティース4a,4aの根本部に固定し、コイル素線Sの長手方向中央部Saを二つのティース4a,4aに同時に巻いていくことで、ティース先端側でのコイル5aの段上がりを容易に構築できる。また、コイル素線Sを固定したままティース部品6をティース4aの軸方向回りに回転させることで、同様の巻線を構成することができる。この場合、コイル素線Sの巻き始めを、コイル素線Sの長手方向中央部Saとコイル素線Sの長手方向両端部のいずれかにすることで、コイル5aの段上がりの位置を任意とすることができ、インナーロータ型、アウターロータ型のどちらにも対応することができる。
Therefore, as shown in FIG. 13, one coil wire S is prepared with the coil length required for winding the two teeth. By fixing both ends of the coil wire S in the longitudinal direction to the roots of the two
各実施形態におけるステータは、プレス加工、ワイヤーカット加工など製造方法を問わず種々の製造方法を用いて製造可能である。ステータと組み合わされるロータは、IPM、SPM、SRなどその形式を問わず適用可能である。 The stator in each embodiment can be manufactured by using various manufacturing methods regardless of the manufacturing method such as press working and wire cutting. The rotor combined with the stator is applicable regardless of its type such as IPM, SPM, SR.
図14〜図16に、この実施形態で結線した電動機1の組立品を示す。この電動機1はアウターロータ型の電動機である。ステータコア4の内径側に各相のバスバー11,12,13および中性点バスバー14があり、同相の円周方向に隣り合うティースが1本の素線から成る連続したコイル5aにより巻回されている。図では各相の動力線は省略している。
この電動機1によれば、ステータコア4の内径側にバスバー11〜14を設けることで、ステータ幅を小さくすることができ、電動機1の収容スペースを確保することができる。図示しないが、バスバーを、ステータコア4の内径側ではなく、コイルエンド上に設けてもよい。この場合、ステータを電動機の円環部で固定することが容易となる。
14 to 16 show an assembly of the
According to the
図17に、電動機1の組立品の部分拡大断面図を示す。ステータ2とコイル5a間の絶縁用部材として、例えば、樹脂製のボビン9を適用できる。その他、前記絶縁用部材として、絶縁紙またはステータへの絶縁塗装なども適用できる。コイル5aは本図に示す丸線断面とすることで、コイル巻線過程時のコイル5aのねじりを許容するため、電動機1の生産性が向上する。コイルは図示外の矩形断面でもよい。この場合、丸線断面のコイルよりも、コイル同士の接触面積が増加し、コイルの熱伝導性が良くなる。
FIG. 17 shows a partially enlarged cross-sectional view of the assembly of the
<車両用動力装置>
いずれかの実施形態の電動機を車両用動力装置に搭載してもよい。
図18の車両用動力装置では、アウターロータ型の電動機1が車輪用軸受15に取り付けられている。この車両用動力装置は、車輪用軸受15と、この車輪用軸受15に取り付けられた電動機1とを備える。
<Vehicle power unit>
The electric motor of any of the embodiments may be mounted on the vehicle power unit.
In the vehicle power unit of FIG. 18, the outer rotor type
車輪用軸受15は、固定輪である外輪16と、複列の転動体17と、回転輪である内輪18とを有する。外輪16に複列の転動体17を介して内輪18が回転自在に支持されている。内外輪18,16間の軸受空間には、グリースが封入されている。内輪18は、外輪16よりも軸方向のアウトボード側に突出した箇所にハブフランジ18aを有する。外輪16は、インボード側の端部において、ナックル等の足回りフレーム部品19にボルトで取付けられている。なおこの明細書において、車両用動力装置が車両に搭載された状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の車幅方向の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
The
ハブフランジ18aのアウトボード側の側面には、ブレーキロータ20と従動輪である車輪21のホイール21aとが軸方向に重なった状態で、ハブボルト22により取り付けられている。ホイール21aの外周に、車輪21のタイヤ21bが取り付けられている。ホイール21aの軸方向幅内に、車輪用軸受15全体が収まっている。
A
外輪16の外周面に、電動機1のステータ2が取り付けられ、このステータ2の外周側にロータ3が配置されている。ロータ3は、回転ケース23と、この回転ケース23の内周に設けられる磁性体24と、この磁性体24に設けられる永久磁石とを備え、回転ケース23がハブフランジ18aに取り付けられている。ハブフランジ18aの外周面に、例えば、嵌合、溶接、または接着等により、回転ケース23のアウトボード側の内周面が固定されている。この例の電動機1は、車輪21の回転で発電を行い、給電されることによって車輪21を回転駆動可能である。
The
電動機1は、その全体が、ブレーキロータ20の外周部よりも小径である。さらに電動機1におけるハブフランジ18aへの取付部を除く全体が、車輪用軸受15のインボード側の車体取付面と、ハブフランジ18aとの間の軸方向範囲に位置する。このため、電動機1を車輪用軸受15に支持する際には、車輪21の周辺の減衰装置などの構造の変更が必要ない。さらに車輪用軸受15についても、外輪以外の、内輪18などの構成部品は既存品を流用できる。この車両用動力装置によると、円周方向に隣り合う同相のコイルを直列に結線する部分を省略することができるため、結線に必要なステータ軸方向寸法を短縮することができる。したがって、限られた寸法内で電動機1の軸方向寸法を大きくすることができ、電動機1の出力を向上させることができる。
The entire
<発電機付車輪用軸受>
車両に、発電を行う機能を有するが給電による回転駆動をしない発電機付車輪用軸受を搭載してもよい。この発電機付車輪用軸受は、モータを兼用しない発電機1Aと、車輪用軸受15とを備える。この発電機付車輪用軸受は、前述の車両用動力装置に対し、発電および回転駆動可能な電動機1を除き同一構成である。発電機付車輪用軸受が搭載される車両によれば、例えば、発電機1Aが発電した回生電力を用いて制動力を発生させることができる。
<Bearings for wheels with generator>
The vehicle may be equipped with bearings for wheels with a generator, which have a function of generating electricity but do not drive rotationally by power supply. The wheel bearing with a generator includes a generator 1A that does not also serve as a motor, and a
電動機は、家庭用モータ、産業用モータ等にも適用可能である。発電機は、風力発電機または水力発電機の発電機に適用可能である。 The electric motor can also be applied to household motors, industrial motors, and the like. The generator is applicable to wind power generators or hydroelectric generators.
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above based on the embodiments, the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not limiting. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the scope of claims, and it is intended that all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims are included.
1…電動機、1A…発電機、2…ステータ、3…ロータ、4…ステータコア、4a…ティース、4ac…突出部分、5…ステータコイル、5a…コイル、6…ティース部品、7…連結部、8…円環部、15…車輪用軸受、16…外輪(固定輪)、17…転動体、18…内輪(回転輪)、18a…ハブフランジ、20…ブレーキロータ、S…コイル素線(素線)
1 ... electric motor, 1A ... generator, 2 ... stator, 3 ... rotor, 4 ... stator core, 4a ... teeth, 4ac ... protruding part, 5 ... stator coil, 5a ... coil, 6 ... teeth parts, 7 ... connecting part, 8 ... Annulus, 15 ... Wheel bearing, 16 ... Outer ring (fixed wheel), 17 ... Rolling element, 18 ... Inner ring (rotary wheel), 18a ... Hub flange, 20 ... Brake rotor, S ... Coil wire (wire) )
Claims (12)
前記ステータコアは、少なくとも前記ティース毎に分割された複数のティース部品が円環状に組み立てられた組立構造であり、前記各コイルのうち同相のコイルが直列回路を成し、前記同相のコイルのうちの円周方向に隣り合うコイルが1本の素線から成り互いに逆向きの極性に構成されている電動機。 A stator having a stator core and a stator coil including a plurality of coils wound around each tooth arranged in the circumferential direction of the stator core, and a rotor located radially opposite to the stator, the poles of the rotor. When the logarithm is N and the number of teeth per phase in the stator is P, P / 3N is a non-integer electric motor.
The stator core has an assembly structure in which a plurality of tooth parts divided at least for each of the teeth are assembled in an annular shape, and the in-phase coils of the respective coils form a series circuit, and the in-phase coils are formed. An electric motor in which coils adjacent to each other in the circumferential direction are composed of a single wire and have opposite polarities.
前記ステータコアは、少なくとも前記ティース毎に分割された複数のティース部品が円環状に組み立てられた組立構造であり、前記各コイルのうち同相のコイルが直列回路を成し、前記同相のコイルのうちの円周方向に隣り合うコイルが1本の素線から成り互いに逆向きの極性に構成されている発電機。 A stator having a stator core and a stator coil including a plurality of coils wound around each tooth arranged in the circumferential direction of the stator core, and a rotor located radially opposed to the stator, the poles of the rotor. When the logarithm is N and the number of teeth per phase in the stator is P, P / 3N is a non-integer generator.
The stator core has an assembly structure in which a plurality of tooth parts divided at least for each of the teeth are assembled in an annular shape, and the in-phase coils of the respective coils form a series circuit, and the in-phase coils are formed. A generator in which coils adjacent to each other in the circumferential direction are composed of one wire and have opposite polarities.
前記ステータコアは、少なくとも前記ティース毎に分割された複数のティース部品を有し、
前記各コイルのうち直列回路を成す同相のコイルが巻回される2個のティース部品を、それぞれ先端部が互いに対向するように配置し、前記2個のティース部品に巻かれて2個の前記コイルとなる1本の素線の一部を固定するコイル巻線準備過程と、
このコイル巻線準備過程の後、前記対向させた2個のティース部品の各ティースに対し、互いに逆向きの極性となるように、前記素線を相対的に巻回するコイル巻線過程と、
このコイル巻線過程の後、前記2個のティース部品を所望の角度に開き円環状に組み立てる組立過程と、を有する電動機の製造方法。 A stator having a stator core and a stator coil including a plurality of coils wound around each tooth arranged in the circumferential direction of the stator core, and a rotor located radially opposite to the stator, the poles of the rotor. When the logarithm is N and the number of teeth per phase in the stator is P, it is a method for manufacturing an electric motor in which P / 3N is not an integer.
The stator core has at least a plurality of tooth parts divided for each tooth.
Of the coils, two tooth parts around which a coil of the same phase forming a series circuit is wound are arranged so that their tips face each other, and the two teeth parts are wound around the two tooth parts. The coil winding preparation process to fix a part of one wire that will be the coil,
After this coil winding preparation process, a coil winding process in which the strands are relatively wound so that the polarities of the two opposed tooth parts are opposite to each other,
A method for manufacturing an electric motor, comprising: after this coil winding process, an assembly process in which the two tooth parts are opened at a desired angle and assembled in an annular shape.
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