JP2021058018A

JP2021058018A - モータ

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Publication number: JP2021058018A
Application number: JP2019180691A
Authority: JP
Inventors: 大樹土方; Hiroki Hijikata; 夏樹渡辺; Natsuki Watanabe; 貞一郎千葉; Teiichiro Chiba
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-04-08

Abstract

【課題】コイルエンド部の軸方向の高さを抑制でき、トルク密度を向上可能なモータを提供すること。【解決手段】モータのコイルは、第１セグメント導体５０１と第２セグメント導体５０２とを含むセグメントセット５５とを含む。第１セグメント導体５０１は、第１スロット９１，９２では、第１コイル本体部５１１が、第２セグメント導体５０２の第１コイル本体部５１２より径方向内側であり、第２スロット９３，９４では、第２コイル本体部５２１が、第２セグメント導体５０２の第２コイル本体部５２２より径方向外側であり、第２セグメント導体５０２は、第１スロット９１，９２では、第１コイル本体部５１２が、第１セグメント導体５０１の第１コイル本体部５１１より径方向外側であり、第２スロット９３，９４では、第２コイル本体部５２２が、第１セグメント導体５０１の第２コイル本体部５２１より径方向内側である。【選択図】図６

Description

本開示は、モータに関する。

ステータコアとコイルとを含むステータと、ロータとを備えたモータについて、コイルエンド長を低減する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術では、インナーコイルは、コイルエンドがステータコアの端面から端面に垂直な軸線方向に延設される。アウターコイルは、コイルエンドがステータコアの端面から軸線方向に直交し、かつ、インナーコイルのコイルエンドを避ける方向に延設される。

特開２０１１−０１０３９２号公報

例えば、２スロットピッチの全節巻でコイルをステータのスロットに配置する際に、異なる相のコイルのコイルエンド部が軸方向に重なる部分が生じる。これにより、コイルエンド部の軸方向の高さが高くなり、トルク密度が低下するおそれがある。

本開示は、コイルエンド部の軸方向の高さを抑制でき、トルク密度を向上可能なモータを提供することを目的とする。

本開示に従えば、ステータコアと、前記ステータコアの周方向に配置された複数のスロットと、前記スロットに２スロットピッチで配置されるコイルと、前記ステータコアに対向するロータと、を備え、前記スロットは、第１スロットと、第２スロットと、を含み、前記コイルは、セグメント導体である第１セグメント導体と第２セグメント導体とを含むセグメントセット、を有し、前記セグメント導体は、前記第１スロットに収容される第１コイル本体部と、第２スロットに収容される第２コイル本体部と、前記第１コイル本体部と前記第２コイル本体部とを接続するコイルエンド部と、を有し、前記セグメントセットにおいて、前記第１セグメント導体は、前記第１スロットにおいて、前記第１コイル本体部が、前記第２セグメント導体の前記第１コイル本体部より径方向内側に位置し、前記第２スロットにおいて、前記第２コイル本体部が、前記第２セグメント導体の前記第２コイル本体部より径方向外側に位置し、前記第２セグメント導体は、前記第１スロットにおいて、前記第１コイル本体部が、前記第１セグメント導体の前記第１コイル本体部より径方向外側に位置し、前記第２スロットにおいて、前記第２コイル本体部が、前記第１セグメント導体の前記第２コイル本体部より径方向内側に位置する、モータが提供される。

本開示によれば、コイルエンド部の軸方向の高さを抑制でき、トルク密度を向上可能なモータが提供される。

図１は、本実施形態に係るモータを模式的に示す図である。図２は、本実施形態に係るステータコアを示す斜視図である。図３は、本実施形態に係るステータ及びロータを模式的に示す図である。図４は、本実施形態に係るスロット、ティース及びコイルの一部を模式的に示す斜視図であり、コイルエンド部を接続した状態を示す図である。図５は、本実施形態に係るコイルを模式的に示す分解斜視図である。図６は、本実施形態に係るスロット、ティース及びコイルの一部を模式的に示す平面図である。図７は、本実施形態に係るスロットに収容されたコイルを説明する概略図である。図８は、本実施形態に係るスロット、ティース及びコイルの一部を模式的に示す斜視図であり、コイルエンド部を接続する前の状態を示す図である。図９は、コイルの変形例を模式的に示す分解斜視図である。図１０は、スロット、ティース及びコイルの変形例を模式的に示す平面図である。図１１は、従来のステータの一部を示す斜視図である。図１２は、従来のスロット、ティース及びコイルの一部を模式的に示す斜視図である。図１３は、従来のスロットに収容されたコイルを説明する概略図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

［実施形態］
＜モータ＞
図１は、本実施形態に係るモータ１を模式的に示す図である。本実施形態において、モータ１は、３相のセグメント型スイッチトリラクタンスモータである。モータ１は、円筒形状のステータ２と、ステータ２の内側に配置されたロータ３とを備える。ステータ２は、円筒形状のステータコア４と、ステータコア４に支持されるコイル５とを有する。ステータ２の内周面とロータ３の外周面とは間隔を空けて対向する。ロータ３は、ステータコア４に対向する。ロータ３は、回転軸ＡＸを中心に回転する。ロータ３の回転軸ＡＸとステータ２の中心軸とは同一である。ロータ３は、シャフト８を介して対象物Ｅに接続される。対象物Ｅは、例えば、建設機械の一種であるハイブリッドショベルに搭載されるエンジンである。モータ１は、エンジンによって駆動される発電機として機能する。

以下の説明において、回転軸ＡＸと平行な方向を軸方向という。軸方向における一方側を軸方向一方側といい、軸方向一方側の反対側を軸方向他方側という。また、回転軸ＡＸの周囲を周回する方向を周方向という。周方向おける回転方向の一方側を周方向一方側といい、周方向一方側の反対側を周方向他方側という。さらに、回転軸ＡＸの放射方向を径方向という。径方向において中心軸ＡＸから離れる方向側を径方向外側といい、径方向外側の反対側を径方向内側という。

図２は、本実施形態に係るステータコア４を示す斜視図である。図２は、半分に分割されたステータコア４を示す。ステータコア４は、内周面４ｐと、外周面４ｑと、第１端面４ｒと、第２端面４ｓとを有する。内周面４ｐは、径方向内側に面する。内周面４ｐは、ロータ３と対向可能である。外周面４ｑは、径方向外側に面する。第１端面４ｒは、軸方向一方側に面する。第１端面４ｒは、内周面４ｐの軸方向一方側の端部と外周面４ｑの軸方向一方側の端部とを接続する。第２端面４ｓは、軸方向他方側に面する。第２端面４ｓは、内周面４ｐの軸方向他方側の端部と外周面４ｑの軸方向他方側の端部とを接続する。

図３は、本実施形態に係るステータ２及びロータ３を模式的に示す図である。図３は、半分に分割されたステータ２及びロータ３を示す。ロータ３は、ステータコア４と対向可能に配置される。ロータ３は、ロータホルダ６と、ロータホルダ６に保持されるロータコアピース７とを有する。ロータホルダ６は、非磁性体で形成される。ロータコアピース７は、磁性体で形成される。

複数のロータコアピース７は、ロータ３の周方向に等間隔で配置される。本実施形態では、ロータ３には、周方向に１４個のロータコアピース７が配置され、図３には、そのうちの半周分のロータコアピース７が示されている。ロータコアピース７の形状及び寸法は同一である。本実施形態では、ロータコアピース７は、盃形状に形成されている。ロータコアピース７は、ロータ３の極として機能する。ロータ３の極数は、ロータコアピース７の数である。本実施形態では、ロータ３の極数は、１４極である。

本実施形態では、ロータ３の極数は、７の自然数倍を取り得る。かつ、スロット９の数であるステータコア４のスロット数は、１２の自然数倍を取り得る。例えば、モータ１は、図示した、１４極２４スロットのモータの他に、７極１２スロットのモータ、及び２１極３６スロットのモータであってもよい。

ステータコア４は、コイル５を収容するスロット９を有する。スロット９は、内周面４ｐから径方向外側に凹んだ凹部である。スロット９は、ステータコア４の内周面４ｐにおいて周方向に複数配置される。本実施形態では、ステータコア４には、周方向に２４個のスロット９が配置され、図２には、そのうちの半周分のスロット９が示されている。本実施形態では、ステータ２のスロット数は、２４スロットである。スロット９は、軸方向に延在する。スロット９は、内周面４ｐに配置され、径方向内側を向く開口部９ｐと、第１端面４ｒに配置され、軸方向一方側を向く開口部９ｒと、第２端面４ｓに配置され、軸方向他方側を向く開口部９ｓとを有する。

本実施形態では、スロット９は、第１スロット９１と、第１スロット９１の周方向一方側の隣に配置される第１スロット９２と、第１スロット９２の周方向一方側の隣に配置される第２スロット９３と、第２スロット９３の周方向一方側の隣に配置される第２スロット９４とを含む。第２スロット９４の周方向一方側の隣には、第１スロット９１が配置される。このように、周方向において、第１スロット９１と第１スロット９２と第２スロット９３と第２スロット９４とが繰り返し配置される。本実施形態では、各スロット９に収容可能なセグメント導体５０の最大数は、６本とする。

ステータコア４は、周方向において隣接するスロット９の間に配置された、複数のティース１０を有する。本実施形態では、ステータコア４には、周方向に２４個のティース１０が配置され、図２には、そのうちの半周分のティース１０が示されている。ティース１０は、コイル５を支持する。

図４は、本実施形態に係るスロット９、ティース１０及びコイル５の一部を模式的に示す斜視図であり、第２コイルエンド部５４を接続した状態を示す図である。図４は、ステータコア４を径方向内側の斜め上方から見た図である。図４では、ステータコア４を円筒形状ではなく模式的に平面状にして図示している。ティース１０は、コイル５の開口５ｔに挿入される。ティース１０は、軸方向一方側を向く第１端面１０ｒと、軸方向他方側を向く第２端面１０ｓとを有する。第１端面１０ｒは、ステータコア４の第１端面４ｒの一部を構成する。第２端面１０ｓは、ステータコア４の第２端面４ｓの一部を構成する。ティース１０は、第１ティース１０１と、第２ティース１０２と、第３ティース１０３とを含む。

第１ティース１０１は、２つの相のコイル５が重なって配置されるティース１０である。第１ティース１０１は、２つの相のコイル５の開口５ｔの内側に配置されるティース１０である。第１ティース１０１は、第１端面１０ｒ及び第２端面１０ｓが２つの相のコイル５に対向するティース１０である。

第２ティース１０２は、１つの相のコイル５の開口５ｔの内側に配置されるティース１０である。第２ティース１０２は、第１端面１０ｒ及び第２端面１０ｓが１つの相のコイル５に対向するティース１０である。

第３ティース１０３は、いずれの相のコイル５の開口５ｔの内側に配置されないティース１０である。第３ティース１０３は、第１端面１０ｒ及び第２端面１０ｓがコイル５に対向しないティース１０である。

＜コイル＞
図５は、本実施形態に係るコイル５を模式的に示す分解斜視図である。図６は、本実施形態に係るスロット９、ティース１０及びコイル５の一部を模式的に示す平面図である。図８は、本実施形態に係るスロット９、ティース１０及びコイル５の一部を模式的に示す斜視図であり、第２コイルエンド部５４を接続する前の状態を示す図である。図６では、ステータコア４を円筒形状ではなく模式的に平面状にして図示している。各図において、コイル５の形状を模式的に示している。コイル５は、例えば、松葉形状又はＵ字形状であ
る。

コイル５は、例えば、平角線、丸線、又は、板状のセグメント導体等の線状又は帯状の導体により構成される。

コイル５は、スロット９に２スロットピッチの全節巻で配置される。コイル５は、一部がスロット９に収容されて、ティース１０によって支持される。コイル５は、開口５ｔを有する。コイル５の開口５ｔに、ティース１０が挿入される。本実施形態では、コイル５は、２つのセグメント導体５０を組み合わせたセグメントセット５５が、径方向に積み重ねられて形成されている。

本実施形態では、２つのセグメント導体５０である第１セグメント導体５０_１と第２セグメント導体５０_２とを組み合わせて、セグメントセット５５_１が形成される。本実施形態では、セグメントセット５５_１とセグメントセット５５_２とを径方向に積み重ねて接続することによってコイル５が形成される。複数のセグメント導体５０及び、複数のセグメントセット５５の区別を要しない場合、セグメント導体５０、セグメントセット５５と記載する。

セグメント導体５０は、スロット９に収容される第１コイル本体部５１及び第２コイル本体部５２と、第１コイル本体部５１と第２コイル本体部５２とを接続する第１コイルエンド部５３と、接続対象の他のセグメントセット５５のセグメント導体５０と接続する第２コイルエンド部５４とを有する。第１コイル本体部５１及び第２コイル本体部５２は、直線形状である。第１コイル本体部５１は、第１スロット９１又は第１スロット９２に収容される。第２コイル本体部５２は、第２スロット９３又は第２スロット９４に収容される。第１コイルエンド部５３及び第２コイルエンド部５４は、ステータコア４から軸方向に突出する。本実施形態では、第２コイルエンド部５４は、接続対象のセグメントセット５５のセグメント導体５０の第１コイル本体部５１の先端側と、接続対象の他のセグメントセット５５のセグメント導体５０の第２コイル本体部５２の先端側とを、互いに近づく方向に曲げて接続して形成される。接続対象のセグメントセット５５のセグメント導体５０の第１コイル本体部５１の先端側と、接続対象の他のセグメントセット５５のセグメント導体５０の第２コイル本体部５２の先端側とが互いに近づく方向とは、実質的に周方向である。接続とは、溶接でも圧接など他の方法でもよく、限定されない。

コイル５は、Ｕ相コイル（第１相コイル）５Ｕと、Ｖ相コイル（第２相コイル）５Ｖと、Ｗ相コイル（第３相コイル）５Ｗとを含む。Ｕ相コイル５ＵとＶ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとのうち、異なる２つの相のコイル５の一部を、径方向に重ねて、コイルセット３１、コイルセット３２、及びコイルセット３３が形成される。

Ｖ相のセグメントセット５５_１では、第１セグメント導体５０_１と第２セグメント導体５０_２とが、軸方向において逆向きに配置される。本実施形態では、第１セグメント導体５０_１は、軸方向一方側に向かって開口し、第２セグメント導体５０_２は、軸方向他方側にむかって開口する。第１セグメント導体５０_１と第２セグメント導体５０_２とは、軸方向視において、第１コイルエンド部５３_１と第１コイルエンド部５３_２とが交差して配置される。より詳しくは、図６に示すように、第１スロット９２には、第１セグメント導体５０_１の第１コイル本体部５１_１と、第２セグメント導体５０_２の第１コイル本体部５１_２とが収容されている。第２スロット９４には、第１セグメント導体５０_１の第２コイル本体部５２_１と、第２セグメント導体５０_２の第２コイル本体部５２_２とが収容されている。第１セグメント導体５０_１は、第１スロット９２において、第１コイル本体部５１_１が、第２セグメント導体５０_２の第１コイル本体部５１_２より径方向内側に位置し、第２スロット９４において、第２コイル本体部５２_１が、第２セグメント導体５０_２の第２コイル本体部５２_２より径方向外側に位置する。第２セグメント導体５０_２は、第１スロット９２において、第１コイル本体部５１_２が、第１セグメント導体５０_１の第１コイル本体部５１_１より径方向外側に位置し、第２スロット９４において、第２コイル本体部５２_２が、第１セグメント導体５０_１の第２コイル本体部５２_１より径方向内側に位置する。コイル５の第２コイルエンド部５４は、軸方向において、第１コイルエンド部５３と反対側に形成される。

Ｖ相のセグメントセット５５_２は、Ｖ相のセグメントセット５５_１と同様に構成される。Ｖ相のセグメントセット５５_２は、Ｖ相のセグメントセット５５_１の径方向外側に配置される。Ｖ相のセグメントセット５５_１の第１セグメント導体５０_１の第２コイル本体部５２_１の先端側と、Ｖ相のセグメントセット５５_２の第１セグメント導体５０_１の第１コイル本体部５１_１の先端側とを、互いに近づく方向に曲げて接続して、第２コイルエンド部５４が形成される。Ｖ相のセグメントセット５５_１の第２セグメント導体５０_２の第１コイル本体部５１_２の先端側と、Ｖ相のセグメントセット５５_２の第２セグメント導体５０_２の第２コイル本体部５２_２の先端側とを、互いに近づく方向に曲げて接続して、第２コイルエンド部５４が形成される。このように、Ｖ相のセグメントセット５５_１とＶ相のセグメントセット５５_２とによって、Ｖ相コイル５Ｖが形成される。

Ｕ相のセグメントセット５５_１は、Ｖ相のセグメントセット５５_１と同様に構成される。第１セグメント導体５０_１は、第１スロット９１において、第１コイル本体部５１_１が、第２セグメント導体５０_２の第１コイル本体部５１_２より径方向内側に位置し、第２スロット９３において、第２コイル本体部５２_１が、第２セグメント導体５０_２の第２コイル本体部５２_２より径方向外側に位置する。第２セグメント導体５０_２は、第１スロット９１において、第１コイル本体部５１_２が、第１セグメント導体５０_１の第１コイル本体部５１_１より径方向外側に位置し、第２スロット９３において、第２コイル本体部５２_２が、第１セグメント導体５０_１の第２コイル本体部５２_１より径方向内側に位置する。

Ｕ相のセグメントセット５５_２は、Ｕ相のセグメントセット５５_１と同様に構成される。Ｕ相のセグメントセット５５_２は、Ｕ相のセグメントセット５５_１の径方向外側に配置される。Ｕ相のセグメントセット５５_１とＵ相のセグメントセット５５_２とによって、Ｕ相コイル５Ｕが形成される。

図示しないＷ相のセグメントセット５５_１は、Ｖ相のセグメントセット５５_１と同様に構成される。Ｗ相のセグメントセット５５_２は、Ｗ相のセグメントセット５５_１と同様に構成される。Ｗ相のセグメントセット５５_２は、Ｗ相のセグメントセット５５_１の径方向外側に配置される。Ｗ相のセグメントセット５５_１とＷ相のセグメントセット５５_２とによって、Ｗ相コイル５Ｗが形成される。

Ｕ相コイル５Ｕの導体の間に、Ｖ相コイル５Ｖの導体の一部が配置される。より詳しくは、Ｕ相のセグメントセット５５_１とＵ相のセグメントセット５５_２との間に、Ｖ相のセグメントセット５５_２の第１コイル本体部５１が配置される。Ｖ相のセグメントセット５５_１とＶ相のセグメントセット５５_２との間に、Ｕ相のセグメントセット５５_１の第２コイル本体部５２が配置される。Ｕ相コイル５Ｕの導体とＶ相コイル５Ｖの導体とは径方向に交互に配置される。より詳しくは、Ｖ相のセグメントセット５５_１とＵ相のセグメントセット５５_１とＶ相のセグメントセット５５_２とＵ相のセグメントセット５５_２とが、径方向内側から順番に配置される。Ｕ相コイル５Ｕの第１コイルエンド部５３とＶ相コイル５Ｖの第１コイルエンド部５３とは径方向に重ねられて配置される。さらに、軸方向一方側において、Ｖ相のセグメントセット５５_１の第１セグメント導体５０_１と、Ｖ相のセグメントセット５５_２の第１セグメント導体５０_１とが、第２コイルエンド部５４によって接続される。軸方向他方側において、Ｖ相のセグメントセット５５_１の第２セグメント導体５０_２と、Ｖ相のセグメントセット５５_２の第２セグメント導体５０_２とが、第２コイルエンド部５４によって接続される。また、軸方向一方側において、Ｕ相のセグメントセット５５_１の第１セグメント導体５０_１と、Ｕ相のセグメントセット５５_２の第１セグメント導体５０_１とが、第２コイルエンド部５４によって接続される。軸方向他方側において、Ｕ相のセグメントセット５５_１の第２セグメント導体５０_２と、Ｕ相のセグメントセット５５_２の第２セグメント導体５０_２とが、第２コイルエンド部５４によって接続される。軸方向一方側及び軸方向他方側のそれぞれにおいて、Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖの第１コイルエンド部５３は平行である。軸方向一方側及び軸方向他方側のそれぞれにおいて、Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖの第２コイルエンド部５４は平行である。このようなＵ相コイル５ＵとＶ相コイル５Ｖとによって、コイルセット３１が形成される。

コイルセット３１と同様に、Ｖ相コイル５Ｖの導体の間にＷ相コイル５Ｗの導体の一部が配置され、Ｖ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとが重ねられる。このようなＶ相コイル５ＶとＷ相コイル５Ｗとによって、コイルセット３２が形成される。

コイルセット３１と同様に、Ｗ相コイル５Ｗの導体の間にＵ相コイル５Ｕの導体の一部が配置され、Ｗ相コイル５ＷとＵ相コイル５Ｕとが重ねられる。このようなＷ相コイル５ＷとＵ相コイル５Ｕとによって、コイルセット３３が形成される。

コイルセット３１、コイルセット３２、及びコイルセット３３は、ステータコア４にそれぞれ支持される。

Ｕ相コイル５Ｕの第１コイル本体部５１は、第１スロット９１に配置される。Ｕ相コイル５Ｕの第２コイル本体部５２は、第２スロット９３に配置される。Ｖ相コイル５Ｖの第１コイル本体部５１は、第１スロット９２に配置される。Ｖ相コイル５Ｖの第２コイル本体部５２は、第２スロット９４に配置される。

コイルセット３２のＶ相コイル５Ｖ及びＷ相コイル５Ｗと複数のスロット９との関係、及びコイルセット３３のＷ相コイル５Ｗ及びＵ相コイル５Ｕと複数のスロット９との関係は、コイルセット３１のＵ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖと複数のスロット９との関係と同様である。

コイルセット３１のＵ相コイル５Ｕの開口５ｔ及びＶ相コイル５Ｖの開口５ｔに、第２ティース１０２がそれぞれ配置される。コイルセット３１のＵ相コイル５Ｕの開口５ｔ及びＶ相コイル５Ｖの開口５ｔの両方に第１ティース１０１が配置される。第３ティース１０３には、コイルセット３１のＵ相コイル５Ｕの開口５ｔ及びＶ相コイル５Ｖの開口５ｔのどちらも配置されない。

第１ティース１０１、第２ティース１０２及び第３ティース１０３と、コイルセット３２のＶ相コイル５Ｖ及びＷ相コイル５Ｗ、及び、コイルセット３３のＷ相コイル５Ｗ及びＵ相コイル５Ｕとの関係は、コイルセット３１のＵ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖと第１ティース１０１、第２ティース１０２及び第３ティース１０３との関係と同様である。

図７は、本実施形態に係るスロット９に収容されたコイル５を説明する概略図である。図７では、ステータコア４を円筒形状ではなく模式的に平面状にして図示している。図６、図７に示すように、第１スロット９１には、Ｕ相コイル５Ｕの４本のセグメント導体５０が収容されている。第１スロット９２には、Ｖ相コイル５Ｖの４本のセグメント導体５０が収容されている。第２スロット９３には、Ｕ相コイル５Ｕの４本のセグメント導体５０が収容されている。第２スロット９４には、Ｖ相コイル５Ｖの４本のセグメント導体５０が収容されている。

＜コイルの巻付け方法＞
コイル５のステータコア４への巻付け方法の一例を説明する。まず、図５に示すように、第１セグメント導体５０_１と第２セグメント導体５０_２とを、第１コイルエンド部５３_１と第１コイルエンド部５３_２とを交差させて組み合わせて、セグメントセット５５を形成する。

Ｕ相のセグメントセット５５_２の第１コイル本体部５１を第１スロット９１に収容し、第２コイル本体部５２を第２スロット９３に収容し、Ｕ相のセグメントセット５５_２をステータコア４に配置する。そして、Ｕ相のセグメントセット５５_２の径方向内側に、Ｖ相のセグメントセット５５_２の第１コイル本体部５１を第１スロット９２に収容し、第２コイル本体部５２を第２スロット９４に収容し、Ｖ相のセグメントセット５５_２をステータコア４に配置する。そして、Ｖ相のセグメントセット５５_２の径方向内側に、Ｕ相のセグメントセット５５_１の第１コイル本体部５１を第１スロット９１に収容し、第２コイル本体部５２を第２スロット９３に収容し、Ｕ相のセグメントセット５５_１をステータコア４に配置する。そして、Ｕ相のセグメントセット５５_１の径方向内側に、Ｖ相のセグメントセット５５_１の第１コイル本体部５１を第１スロット９２に収容し、第２コイル本体部５２を第２スロット９４に収容し、Ｖ相のセグメントセット５５_１をステータコア４に配置する。このようにして、図８に示すように、Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖがステータコア４に配置される。図８は、Ｕ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖのそれぞれにおいて、第２コイルエンド部５４が形成されていない状態である。

図８は、本実施形態に係るティース１０、スロット９及びコイル５の一部の一例を模式的に示す斜視図である。図８では、コイル５の形状を模式的に示している。図８は、ステータコア４を径方向内側から見た図である。図８では、ステータコア４を円筒形状ではなく模式的に平面状にして図示している。図８に示すようにＵ相コイル５Ｕ及びＶ相コイル５Ｖをステータコア４に配置した後、軸方向一方側において、また、軸方向一方側において、Ｕ相のセグメントセット５５_１の第１セグメント導体５０_１の第２コイル本体部５２_１の先端側と、Ｕ相のセグメントセット５５_２の第１セグメント導体５０_１の第１コイル本体部５１_１の先端側とを、互いに近づく方向に曲げて接続して、第２コイルエンド部５４を形成する。軸方向他方側において、Ｕ相のセグメントセット５５_１の第２セグメント導体５０_２の第１コイル本体部５１_２の先端側と、Ｕ相のセグメントセット５５_２の第２セグメント導体５０_２の第２コイル本体部５２_２の先端側とを、互いに近づく方向に曲げて接続して、第２コイルエンド部５４を形成する。同様にして、Ｖ相のセグメントセット５５_１と、Ｖ相のセグメントセット５５_２とを接続する。コイルエンド部５３の接続方法は、一例であり、これに限定されない。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態では、第１セグメント導体５０_１と第２セグメント導体５０_２とを、軸方向視において、第１コイルエンド部５３_１と第１コイルエンド部５３_２とを交差させて組み合わせて、セグメントセット５５を形成する。本実施形態では、Ｕ相のセグメントセット５５_１とＵ相のセグメントセット５５_２との間に、Ｖ相のセグメントセット５５_２の第１コイル本体部５１が配置される。Ｖ相のセグメントセット５５_１とＶ相のセグメントセット５５_２との間に、Ｕ相のセグメントセット５５_１の第２コイル本体部５２が配置される。本実施形態では、Ｕ相コイル５Ｕの導体とＶ相コイル５Ｖの導体とは径方向に交互に配置される。本実施形態によれば、スロット９には、最大で４本のセグメント導体５０を収容することができる。

本実施形態では、セグメントセット５５の第１セグメント導体５０_１と第２セグメント導体５０_２とが、軸方向において逆向きに配置される。また、本実施形態では、第１セグメント導体５０_１と第２セグメント導体５０_２とを、第１コイルエンド部５３_１と第１コイルエンド部５３_２とを交差させて組み合わせて、セグメントセット５５を形成する。これにより、本実施形態によれば、軸方向において、第１セグメント導体５０_１の第１コイルエンド部５３及び第２コイルエンド部５４と、第２セグメント導体５０_２の第１コイルエンド部５３及び第２コイルエンド部５４とが、干渉することを抑制することができる。本実施形態によれば、コイル５の第１コイルエンド部５３及び第２コイルエンド部５４の高さが高くなることを抑制することができる。本実施形態によれば、モータ１の大型化を抑制することができる。

図１１は、従来のステータ２の一部を示す斜視図である。図１２は、従来のスロット９、ティース１０及びコイル５の一部を模式的に示す斜視図である。図１３は、従来のスロット９に収容されたコイル５を説明する概略図である。従来のステータ２は、スロット９に複数の相のコイル５を配置する際に、径方向にずらして配置する。このようにコイル５を配置した場合、第１スロット９１及び第２スロット９４には、収容可能なセグメント導体５０の最大数６本に対して、３本しか収容することができない。

本実施形態では、スロット９に収容されるセグメント導体５０が４本であるので、従来の３本に比べて、多くのセグメント導体５０を収容することができる。本実施形態では、図１１ないし図１３に示す従来のモータに比べて、スロット９に収容する導体数を増加することができる。

このように、本実施形態によれば、第１コイルエンド部５３及び第２コイルエンド部５４の軸方向の高さを抑制でき、トルク密度を向上することができる。

＜その他の実施形態＞
図９は、コイル５の変形例を模式的に示す分解斜視図である。図１０は、スロット９、ティース１０及びコイル５の変形例を模式的に示す平面図である。セグメントセット５５の第１セグメント導体５０_１と第２セグメント導体５０_２とが、軸方向において同じ向きに配置されてもよい。図９、図１０では、第１セグメント導体５０_１及び第２セグメント導体５０_２は、軸方向他方側が開口する。この場合も、第１セグメント導体５０_１と第２セグメント導体５０_２とは、軸方向視において、第１コイルエンド部５３_１と第１コイルエンド部５３_２とが交差して配置される。

上述の実施形態において、ロータ３がステータコア４の内側（内周側）に配置され、モータ１がインナロータ側モータであることとした。ロータ３はステータコア４に対向する位置に配置されていればよい。モータ１は、ロータ３がステータコア４の外周側に配置されるアウタロータ型モータでもよいし、ロータ３がステータコア４の内周側及び外周側の両方に配置されるデュアルロータ型モータでもよいし、ロータ３がステータコア４の軸方向側に配置されるアキシャルギャップ型モータでもよい。

なお、上述の実施形態においては、モータ１がセグメント型スイッチトリラクタンスモータであることとした。モータ１は極歯が設けられたスイッチトリラクタンスモータ(Switched Reluctance Motor)でもよいし、シンクロナスリラクタンスモータ（Synchronous Reluctance Motor）でもよいし、フラックススイッチングモータ（Flux Switching Motor）でもよいし、永久磁石モータ（Permanent Magnet Motor）でもよいし、誘導モータ（Induction Motor）でもよいし、アキシャルギャップモータでもよいし、リニアアクチュエータでもよい。

１…モータ、２…ステータ、３…ロータ、４…ステータコア、４ｒ…第１端面、４ｓ…第２端面、４ｐ…内周面、４ｑ…外周面、５…コイル、５Ｕ…Ｕ相コイル（第１相コイル）、５Ｖ…Ｖ相コイル（第２相コイル）、５Ｗ…Ｗ相コイル（第３相コイル）、６…ロータホルダ、７…ロータコアピース、８…シャフト、９…スロット、９ｒ…開口部、９ｓ…開口部、９ｐ…開口部、１０…ティース、１０ｒ…第１端面、１０ｓ…第２端面、３１…コイルセット、３２…コイルセット、３３…コイルセット、５ｔ…開口、５０…セグメント導体、５１…第１コイル本体部、５２…第２コイル本体部、５３…第１コイルエンド部、５４…第２コイルエンド部、５５…セグメントセット、９１…第１スロット、９２…第１スロット、９３…第２スロット、９４…第２スロット、１０１…第１ティース、１０２…第２ティース、１０３…第３ティース、ＡＸ…回転軸、Ｅ…対象物。

Claims

ステータコアと、
前記ステータコアの周方向に配置された複数のスロットと、
前記スロットに２スロットピッチで配置されるコイルと、
前記ステータコアに対向するロータと、
を備え、
前記スロットは、第１スロットと、第２スロットと、を含み、
前記コイルは、セグメント導体である第１セグメント導体と第２セグメント導体とを含むセグメントセット、を有し、
前記セグメント導体は、前記第１スロットに収容される第１コイル本体部と、第２スロットに収容される第２コイル本体部と、前記第１コイル本体部と前記第２コイル本体部とを接続するコイルエンド部と、を有し、
前記セグメントセットにおいて、前記第１セグメント導体は、前記第１スロットにおいて、前記第１コイル本体部が、前記第２セグメント導体の前記第１コイル本体部より径方向内側に位置し、前記第２スロットにおいて、前記第２コイル本体部が、前記第２セグメント導体の前記第２コイル本体部より径方向外側に位置し、前記第２セグメント導体は、前記第１スロットにおいて、前記第１コイル本体部が、前記第１セグメント導体の前記第１コイル本体部より径方向外側に位置し、前記第２スロットにおいて、前記第２コイル本体部が、前記第１セグメント導体の前記第２コイル本体部より径方向内側に位置する、
モータ。
ステータコアと、
前記ステータコアの周方向に配置された複数のスロットと、
前記スロットに２スロットピッチで配置されるコイルと、
前記ステータコアに対向するロータと、
を備え、
前記スロットは、第１スロットと、第２スロットと、を含み、
前記コイルは、セグメント導体である第１セグメント導体と第２セグメント導体とを含むセグメントセット、を有し、
前記セグメント導体は、前記第１スロットに収容される第１コイル本体部と、第２スロットに収容される第２コイル本体部と、前記第１コイル本体部と前記第２コイル本体部とを接続するコイルエンド部と、を有し、
前記第１セグメント導体の前記コイルエンド部と、前記第２セグメント導体の前記コイルエンド部とは、軸方向において交差して配置される、
モータ。
前記コイルは、第１相コイルと、第２相コイルと、第３相コイルと、を含み、
前記第１相コイルと前記第２相コイルと前記第３相コイルとのうち、異なる２つの相のコイルの一部を、前記ステータコアの径方向に重ねてコイルセットが形成され、
前記ステータコアは、前記コイルセットを支持する、
請求項１または２に記載のモータ。
前記セグメントセットにおいて、前記第１セグメント導体と前記第２セグメント導体とは、軸方向において逆向きに配置される、
請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ。
前記セグメントセットにおいて、前記第１セグメント導体と前記第２セグメント導体とは、軸方向において同じ向きに配置される、
請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ。