JP2021087253A - Rotary electric machine - Google Patents

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JP2021087253A
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鈴木 工
Takumi Suzuki
工 鈴木
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株式会社デンソー
Denso Corp
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Abstract

To provide a rotary electric machine that can suppress an increase in size in the axial and radial directions.SOLUTION: A rotary electric machine includes a stator 15 that includes a coil 20 having a pair of axial coil portions 21a and 22a extending in the axial direction and coil end portions 21b, 21c, 22b, and 22c connecting the axial coil portions 21a and 22a in the circumferential direction, and in which the other axial coil portions 21a and 22a are arranged between the axial coil portions 21a and 22a connected by the coil end portions 21b, 21c, 22b, and 22c in the circumferential direction, and the coil end portions 21b, 21c, 22b, and 22c are arranged side by side. The coil end portions 21b and 22b on one side in the axial direction are arranged side by side in the radial direction, and the coil end portions 21c and 22c on the other side in the axial direction are arranged side by side in the axial direction.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、回転電機に関するものである。 The present invention relates to a rotary electric machine.
従来、回転電機のステータとしては、例えば、軸方向に延びる軸方向コイル部と一対の軸方向コイル部同士を周方向に連結するコイルエンド部とを有する複数のコイルを備え、コイルエンド部にて連結された軸方向コイル部同士の周方向の間に他のコイルエンド部にて連結された軸方向コイル部が配置されたものがある。そして、このようなステータでは、複数のコイルエンド部が屈曲されつついずれかの方向に並んで配置される構成が必須となり、例えば、軸方向の両側でコイルエンド部同士が径方向に並んで配置されるもの(例えば、特許文献1参照)や軸方向の両側でコイルエンド部同士が軸方向に並んで配置されるもの(例えば、特許文献2参照)がある。 Conventionally, as a stator of a rotary electric machine, for example, a plurality of coils having an axial coil portion extending in the axial direction and a coil end portion for connecting a pair of axial coil portions in the circumferential direction are provided, and the coil end portion is used. In some cases, the axial coil portions connected by other coil end portions are arranged between the circumferential directions of the connected axial coil portions. In such a stator, it is essential that a plurality of coil end portions are arranged side by side in either direction while being bent. For example, the coil end portions are arranged side by side in the radial direction on both sides in the axial direction. (See, for example, Patent Document 1) and those in which coil end portions are arranged side by side in the axial direction on both sides in the axial direction (see, for example, Patent Document 2).
特開2014−121102号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-121102 特開2005−348461号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-348461
しかしながら、上記した軸方向の両方でコイルエンド部同士が径方向に並んで配置されたステータでは、軸方向の両側でコイルエンド部が軸方向に沿って延びる形状となり軸方向の両側で軸方向に大型化してしまうことがある。また、上記した軸方向の両側でコイルエンド部同士が軸方向に並んで配置されたステータでは、軸方向の両側でコイルエンド部が径方向に沿って延びる形状となり軸方向の両側で径方向に大型化してしまうことがある。 However, in the stator in which the coil end portions are arranged in the radial direction in both of the above-mentioned axial directions, the coil end portions extend along the axial direction on both sides in the axial direction, and the coil end portions extend in the axial direction on both sides in the axial direction. It may become large. Further, in the stator in which the coil end portions are arranged side by side in the axial direction on both sides in the axial direction described above, the coil end portions are formed to extend along the radial direction on both sides in the axial direction and are radially on both sides in the axial direction. It may become large.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、軸方向及び径方向の大型化の抑制を可能とした回転電機を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a rotary electric machine capable of suppressing an increase in size in the axial direction and the radial direction.
上記課題を解決する回転電機(11)は、軸方向に延びる軸方向コイル部(21a,22a)と一対の前記軸方向コイル部同士を周方向に連結するコイルエンド部(21b,21c,22b,22c)とを有するコイル(20〜22)を備え、前記コイルエンド部にて連結された前記軸方向コイル部同士の周方向の間には他の前記コイルエンド部にて連結された前記軸方向コイル部が配置され、前記コイルエンド部同士が並んで配置されるステータ(15)を備えた回転電機であって、軸方向一方側の前記コイルエンド部(21b,22b)同士は径方向に並んで配置され、軸方向他方側の前記コイルエンド部(21c,22c)同士は軸方向に並んで配置される。 The rotary electric machine (11) that solves the above problems has coil end portions (21b, 21c, 22b,) that connect the axial coil portions (21a, 22a) extending in the axial direction and the pair of the axial coil portions in the circumferential direction. A coil (20 to 22) having 22c) is provided, and the axial direction connected at the coil end portion is connected between the circumferential directions of the axial coil portions connected at the other coil end portion. A rotary electric machine having a stator (15) in which coil portions are arranged and the coil end portions are arranged side by side, and the coil end portions (21b, 22b) on one side in the axial direction are arranged in the radial direction. The coil end portions (21c, 22c) on the other side in the axial direction are arranged side by side in the axial direction.
同構成によれば、軸方向一方側のコイルエンド部同士は径方向に並んで配置され、軸方向他方側のコイルエンド部同士は軸方向に並んで配置されるため、軸方向及び径方向の大型化をバランス良く抑えることが可能となる。 According to the same configuration, the coil end portions on one side in the axial direction are arranged side by side in the radial direction, and the coil end portions on the other side in the axial direction are arranged side by side in the axial direction. It is possible to suppress the increase in size in a well-balanced manner.
一実施形態における回転電機の断面図。Sectional drawing of the rotary electric machine in one Embodiment. 一実施形態におけるステータの一部斜視図。A partial perspective view of the stator in one embodiment. 一実施形態における回転電機の一部拡大断面図。A partially enlarged sectional view of a rotary electric machine according to an embodiment. 一実施形態における回転電機の一部拡大断面図。A partially enlarged sectional view of a rotary electric machine according to an embodiment. 一実施形態における回転電機の回路図。The circuit diagram of the rotary electric machine in one embodiment. 別例における回転電機の一部を展開した模式図。The schematic diagram which developed a part of the rotary electric machine in another example. 別例におけるコイルの模式図。The schematic diagram of the coil in another example. 別例におけるコイルを説明するための斜視図。The perspective view for demonstrating the coil in another example. 別例における回転電機の一部拡大断面図。Partially enlarged cross-sectional view of a rotary electric machine in another example.
以下、スロットレスタイプの回転電機の一実施形態を図1〜図5に従って説明する。
図1に示すように、回転電機11は、筒状のモータハウジング12と、該モータハウジング12の一方の開口を閉塞する第1エンドハウジング13と、モータハウジング12の他方の開口を閉塞する第2エンドハウジング14とを備える。モータハウジング12と第1エンドハウジング13と第2エンドハウジング14とは、回転電機11のハウジングHを構成し、それぞれアルミ系やステンレス系の金属材料よりなる。また、回転電機11は、モータハウジング12の内周面に沿って配置された略円筒状のステータ15を備える。
Hereinafter, an embodiment of a slotless type rotary electric machine will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
As shown in FIG. 1, the rotary electric machine 11 closes a tubular motor housing 12, a first end housing 13 that closes one opening of the motor housing 12, and a second opening that closes the other opening of the motor housing 12. It includes an end housing 14. The motor housing 12, the first end housing 13, and the second end housing 14 constitute a housing H of the rotary electric machine 11, and are made of an aluminum-based or stainless-based metal material, respectively. Further, the rotary electric machine 11 includes a substantially cylindrical stator 15 arranged along the inner peripheral surface of the motor housing 12.
また、回転電機11は、ステータ15の内側で第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14に軸受16を介して回転可能に支持されたロータ17を備える。
ロータ17は、軸受16に支持された回転軸17aと、該回転軸17aに外嵌されて固定されたロータコア17bと、該ロータコア17bの外周面に固定された永久磁石17cとを備える。
Further, the rotary electric machine 11 includes a rotor 17 rotatably supported inside the stator 15 by the first end housing 13 and the second end housing 14 via bearings 16.
The rotor 17 includes a rotating shaft 17a supported by a bearing 16, a rotor core 17b externally fitted and fixed to the rotating shaft 17a, and a permanent magnet 17c fixed to the outer peripheral surface of the rotor core 17b.
図1及び図2に示すように、ステータ15は、磁気回路の一部として機能する円筒状のステータコア18と、ステータコア18の内周面に沿って配置された複数のコイル20とを備える。コイル20は、導体にエナメル被覆が施されてなる平角線が環状に多数回、巻回されてなるものであり、その環状を切断する断面には平角線の断面が略隙間無く並設されるものである。なお、図1〜図4では、平角線同士の境目の図示は省略している。 As shown in FIGS. 1 and 2, the stator 15 includes a cylindrical stator core 18 that functions as a part of a magnetic circuit, and a plurality of coils 20 arranged along the inner peripheral surface of the stator core 18. The coil 20 is formed by winding a flat wire having an enamel coating on a conductor many times in an annular shape, and the cross section of the flat wire is juxtaposed with substantially no gap in the cross section for cutting the ring. It is a thing. In FIGS. 1 to 4, the boundary between the flat lines is not shown.
図2に示すように、本実施形態のコイル20は、2種類の異なる形状に折り曲げられた第1コイル21と第2コイル22とを含む。第1コイル21及び第2コイル22は、それぞれ軸方向に延びる一対の軸方向コイル部21a,22aと、一対の軸方向コイル部21a,22a同士を周方向に連結するコイルエンド部21b,21c,22b,22cとを有する。 As shown in FIG. 2, the coil 20 of the present embodiment includes a first coil 21 and a second coil 22 that are bent into two different shapes. The first coil 21 and the second coil 22 have coil end portions 21b, 21c, which connect a pair of axial coil portions 21a, 22a extending in the axial direction and a pair of axial coil portions 21a, 22a in the circumferential direction, respectively. It has 22b and 22c.
第1コイル21における軸方向一方側のコイルエンド部21bは、外側コイルエンド部を構成するものであり、軸方向コイル部21aから径方向外側に屈曲されて延びる外延部21dと、該外延部21dの先端から軸方向一方側に屈曲されて延びる軸方向延部21eと、周方向に延びて軸方向延部21e同士を連結する第1一方連結部21fとを有する。また、第1コイル21における軸方向他方側のコイルエンド部21cは、軸方向コイル部21aから径方向内側に屈曲されて延びる内延部21gと、周方向に延びて内延部21g同士を連結する第1他方連結部21hとを有する。 The coil end portion 21b on one side in the axial direction of the first coil 21 constitutes an outer coil end portion, and is an outer extension portion 21d extending radially outward from the axial coil portion 21a and the outer extension portion 21d. It has an axial extending portion 21e extending from the tip end in one axial direction and extending in the circumferential direction, and a first one connecting portion 21f extending in the circumferential direction and connecting the axial extending portions 21e to each other. Further, the coil end portion 21c on the other side in the axial direction of the first coil 21 connects the inward extension portion 21g extending radially inward from the axial coil portion 21a and the inward extension portion 21g extending in the circumferential direction. It has a first other connecting portion 21h.
また、第2コイル22における軸方向一方側のコイルエンド部22bは、内側コイルエンド部を構成するものであり、軸方向コイル部22aから屈曲されずに、周方向に延びて軸方向コイル部22a同士を連結する第2一方連結部22dを有する。また、第2コイル22における軸方向他方側のコイルエンド部22cは、軸方向コイル部21aから径方向内側に屈曲されて延びる内延部22eと、周方向に延びて内延部22e同士を連結する第2他方連結部22fとを有する。 Further, the coil end portion 22b on one side in the axial direction of the second coil 22 constitutes an inner coil end portion, and extends in the circumferential direction without being bent from the axial coil portion 22a, and the axial coil portion 22a. It has a second one-sided connecting portion 22d that connects the two. Further, the coil end portion 22c on the other side in the axial direction of the second coil 22 connects the inward extension portion 22e extending radially inward from the axial coil portion 21a and the inward extension portion 22e extending in the circumferential direction. It has a second other connecting portion 22f.
そして、ステータ15は、コイルエンド部21b,21c,22b,22cにて連結された軸方向コイル部21a,22a同士の周方向の間に他の相のコイル20における軸方向コイル部21a,22aが配置されている。詳しくは、まず第1コイル21と第2コイル22とは、周方向に半分重なりつつ交互に配置されている。また、周方向に並ぶ第1コイル21と第2コイル22とは、U相、V相、W相を繰り返すように割り振られている。すなわち、例えば、基準となる第1コイル21がU相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第2コイル22がV相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第1コイル21がW相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第2コイル22がU相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第1コイル21がV相とされ、その周方向一方に半分重なって配置された第2コイル22がW相とされ、これを繰り返すように、U相、V相、W相が割り振られている。そして、例えば、U相の第1コイル21における一対の軸方向コイル部21a同士の周方向の間には、V相の第2コイル22における1つの軸方向コイル部22aと、W相の第2コイル22における1つの軸方向コイル部22aとが配置されている。また、例えば、V相の第2コイル22における一対の軸方向コイル部22a同士の周方向の間には、U相の第1コイル21における1つの軸方向コイル部21aと、W相の第1コイル21における1つの軸方向コイル部21aとが配置されている。また、例えば、W相の第1コイル21における一対の軸方向コイル部21a同士の周方向の間には、V相の第2コイル22における1つの軸方向コイル部22aと、U相の第2コイル22における1つの軸方向コイル部22aとが配置されている。 Then, in the stator 15, the axial coil portions 21a, 22a in the coils 20 of other phases are formed between the circumferential directions of the axial coil portions 21a, 22a connected by the coil end portions 21b, 21c, 22b, 22c. Have been placed. Specifically, first, the first coil 21 and the second coil 22 are alternately arranged while being half overlapped in the circumferential direction. Further, the first coil 21 and the second coil 22 arranged in the circumferential direction are allocated so as to repeat the U phase, the V phase, and the W phase. That is, for example, the reference first coil 21 has a U phase, and the second coil 22 arranged half-overlapping in one of its circumferential directions has a V-phase and is half-overlapping in one of its circumferential directions. The 1 coil 21 is the W phase, the second coil 22 arranged half overlapping in the circumferential direction is the U phase, and the first coil 21 arranged half overlapping in the circumferential direction is the V phase. The second coil 22 arranged half-overlapping on one side in the circumferential direction is designated as the W phase, and the U phase, the V phase, and the W phase are assigned so as to repeat this. Then, for example, between the circumferential directions of the pair of axial coil portions 21a in the U-phase first coil 21, one axial coil portion 22a in the V-phase second coil 22 and the W-phase second coil portion 22a. One axial coil portion 22a in the coil 22 is arranged. Further, for example, between the circumferential directions of the pair of axial coil portions 22a in the V-phase second coil 22, one axial coil portion 21a in the U-phase first coil 21 and the W-phase first One axial coil portion 21a in the coil 21 is arranged. Further, for example, between the circumferential directions of the pair of axial coil portions 21a in the W-phase first coil 21, one axial coil portion 22a in the V-phase second coil 22 and the U-phase second coil portion 22a. One axial coil portion 22a in the coil 22 is arranged.
そして、図1〜図3に示すように、第1コイル21における軸方向一方側のコイルエンド部21bは、径方向外側に配置される外側コイルエンド部とされ、第2コイル22における軸方向一方側のコイルエンド部22bは、径方向内側に配置される内側コイルエンド部とされている。すなわち、第1コイル21における軸方向一方側のコイルエンド部21bは、径方向外側に屈曲されて延びる外延部21dを有することで、第1一方連結部21fが第2他方連結部22fよりも径方向外側に配置されている。このようにして、軸方向一方側のコイルエンド部21b,22b同士は径方向に並んで配置されている。また、図3に示すように、径方向に並んだ軸方向一方側のコイルエンド部21b,22bの断面形状は、軸方向よりも径方向に薄い扁平形状となるように設定されている。 Then, as shown in FIGS. 1 to 3, the coil end portion 21b on one side in the axial direction of the first coil 21 is an outer coil end portion arranged on the outer side in the radial direction, and one of the axial directions in the second coil 22. The coil end portion 22b on the side is an inner coil end portion arranged inward in the radial direction. That is, the coil end portion 21b on one side in the axial direction of the first coil 21 has an outer extension portion 21d that is bent outward in the radial direction and extends, so that the first one connecting portion 21f has a diameter larger than that of the second other connecting portion 22f. It is located outside the direction. In this way, the coil end portions 21b and 22b on one side in the axial direction are arranged side by side in the radial direction. Further, as shown in FIG. 3, the cross-sectional shapes of the coil end portions 21b and 22b on one side in the axial direction arranged in the radial direction are set to be flat shapes thinner in the radial direction than in the axial direction.
また、図1、図2及び図4に示すように、第1コイル21における軸方向他方側のコイルエンド部21cと第2コイル22における軸方向他方側のコイルエンド部22cとは軸方向に並んで配置されている。詳しくは、第1コイル21における軸方向他方側のコイルエンド部21cは、第2コイル22における軸方向他方側のコイルエンド部22cよりも軸方向他方側の位置で屈曲して該コイルエンド部22cと軸方向に並んでいる。このようにして、軸方向他方側のコイルエンド部21c,22c同士は軸方向に並んで配置されている。また、図1に示すように、軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cは、径方向内側に屈曲されて延びることで、前記ロータ17と軸方向に対向するように配置されている。また、図4に示すように、軸方向に並んだ軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cの断面形状は、径方向よりも軸方向に薄い扁平形状となるように設定されている。 Further, as shown in FIGS. 1, 2 and 4, the coil end portion 21c on the other side in the axial direction of the first coil 21 and the coil end portion 22c on the other side in the axial direction of the second coil 22 are aligned in the axial direction. It is arranged in. Specifically, the coil end portion 21c on the other side in the axial direction of the first coil 21 is bent at a position on the other side in the axial direction with respect to the coil end portion 22c on the other side in the axial direction in the second coil 22, and the coil end portion 22c. And are lined up in the axial direction. In this way, the coil end portions 21c and 22c on the other side in the axial direction are arranged side by side in the axial direction. Further, as shown in FIG. 1, the coil end portions 21c and 22c on the other side in the axial direction are arranged so as to face the rotor 17 in the axial direction by being bent inward in the radial direction and extending. Further, as shown in FIG. 4, the cross-sectional shape of the coil end portions 21c and 22c on the other side in the axial direction arranged in the axial direction is set to be a flat shape thinner in the axial direction than in the radial direction.
また、コイルエンド部21b,21c,22b,22cは、ハウジングHに対して固定されている。
詳述すると、まず、図3に示すように、内側コイルエンド部である前記コイルエンド部22bと外側コイルエンド部である前記コイルエンド部21bの径方向の間には、それらと径方向に接触してハウジングHに固定される固定部材30が設けられている。詳しくは、まずモータハウジング12は、その軸方向一端側に内径が大きくされた大内径部12aを有し、大内径部12aが形成されることでステータコア18の軸方向一端面と連続した面となる段差面12bを有する。そして、固定部材30は、段差面12b及びステータコア18の軸方向一端面と軸方向に当接しつつ大内径部12aに圧入固定される環状の固定部30aを有する。また、固定部材30は、固定部30aの径方向内側から軸方向に延びて第1コイル21を貫通しつつ、内側コイルエンド部である前記コイルエンド部22bと外側コイルエンド部である前記コイルエンド部21bの径方向の間に介在される介在部30bを有する。なお、本実施形態では、介在部30bは、第1コイル21における外延部21dと周方向に当接するように設定されている。また、本実施形態では、介在部30bの先端は第1エンドハウジング13と軸方向に当接するように設定されている。また、本実施形態では、外側コイルエンド部である前記コイルエンド部21bの径方向外側端面がモータハウジング12の大内径部12aの内周面と径方向に当接するように設定されている。また、本実施形態では、内側コイルエンド部である前記コイルエンド部22bの径方向内側端面が第1エンドハウジング13の段差面13aと径方向に当接するように設定されている。また、本実施形態の固定部材30は、アルミ系の金属材料等の高伝熱材料を含み、例えば、内部がアルミ系の金属材料よりなり、表面が薄い樹脂材等の絶縁性材料よりなる。上記構成により、軸方向一方側のコイルエンド部21b,22bは、ハウジングHに対して固定されている。
Further, the coil end portions 21b, 21c, 22b, 22c are fixed to the housing H.
More specifically, first, as shown in FIG. 3, there is radial contact between the coil end portion 22b, which is the inner coil end portion, and the coil end portion 21b, which is the outer coil end portion, in the radial direction. A fixing member 30 is provided which is fixed to the housing H. Specifically, first, the motor housing 12 has a large inner diameter portion 12a having an increased inner diameter on one end side in the axial direction thereof, and the large inner diameter portion 12a is formed so that the motor housing 12 is continuous with the one end surface in the axial direction of the stator core 18. It has a stepped surface 12b. The fixing member 30 has an annular fixing portion 30a that is press-fitted and fixed to the large inner diameter portion 12a while being in contact with the stepped surface 12b and one end surface in the axial direction of the stator core 18 in the axial direction. Further, the fixing member 30 extends axially from the inside of the fixing portion 30a in the radial direction and penetrates the first coil 21, while the coil end portion 22b which is the inner coil end portion and the coil end which is the outer coil end portion. It has an intervening portion 30b interposed between the radial portions of the portions 21b. In the present embodiment, the intervening portion 30b is set so as to come into contact with the outer extension portion 21d of the first coil 21 in the circumferential direction. Further, in the present embodiment, the tip of the intervening portion 30b is set to abut in the axial direction with the first end housing 13. Further, in the present embodiment, the radial outer end surface of the coil end portion 21b, which is the outer coil end portion, is set to abut in the radial direction with the inner peripheral surface of the large inner diameter portion 12a of the motor housing 12. Further, in the present embodiment, the radial inner end surface of the coil end portion 22b, which is the inner coil end portion, is set to abut in the radial direction with the stepped surface 13a of the first end housing 13. Further, the fixing member 30 of the present embodiment includes a high heat transfer material such as an aluminum-based metal material, and is made of, for example, an aluminum-based metal material inside and an insulating material such as a resin material having a thin surface. With the above configuration, the coil end portions 21b and 22b on one side in the axial direction are fixed to the housing H.
また、図4に示すように、軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cから延びるコイル端末31は、結線部材としてのターミナル部材32に接続されている。なお、コイル端末31は、コイル20を構成する平角線の両端部であり、図4では、その内の1つのみを図示している。 Further, as shown in FIG. 4, the coil terminal 31 extending from the coil end portions 21c and 22c on the other side in the axial direction is connected to the terminal member 32 as a wiring member. The coil terminals 31 are both ends of a flat wire constituting the coil 20, and only one of them is shown in FIG.
ターミナル部材32は、U相、V相、W相、及び中性点とそれぞれ対応した環状又は略環状の4つのターミナル33を有し、それら4つのターミナル33が絶縁されつつ軸方向に並設されるように絶縁樹脂34によりモールドされてなる。なお、U相、V相、及びW相と対応した3つのターミナル33は、図示しない配線を介して駆動回路と接続されることになる。 The terminal member 32 has four annular or substantially annular terminals 33 corresponding to the U phase, the V phase, the W phase, and the neutral point, respectively, and these four terminals 33 are arranged side by side in the axial direction while being insulated. As described above, it is molded by the insulating resin 34. The three terminals 33 corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase are connected to the drive circuit via wiring (not shown).
そして、コイルエンド部21c,22cとターミナル部材32とは、共にハウジングHにおける第2エンドハウジング14に支持されている。
詳しくは、コイルエンド部21c,22cは、絶縁キャップ35を介して第2エンドハウジング14に支持されている。絶縁キャップ35は、コイルエンド部21c,22cの軸方向両面、周方向両面及び径方向内側面を覆うように形成され、コイルエンド部21c,22cに径方向内側から嵌着されている。また、絶縁キャップ35の径方向内側には、軸方向に貫通する固定孔35aが形成されている。そして、コイルエンド部21c,22cは、第2エンドハウジング14の軸方向端面14a上に絶縁キャップ35を介して軸方向に積層され、固定孔35aに圧入されつつ前記軸方向端面14aに凹設された圧入凹部14bに圧入される圧入ピン36によって第2エンドハウジング14に固定されている。これにより、軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cは、ハウジングHに対して固定されている。
The coil end portions 21c and 22c and the terminal member 32 are both supported by the second end housing 14 in the housing H.
Specifically, the coil end portions 21c and 22c are supported by the second end housing 14 via the insulating cap 35. The insulating cap 35 is formed so as to cover both the axial direction, the circumferential direction side, and the radial inner side surface of the coil end portions 21c and 22c, and is fitted to the coil end portions 21c and 22c from the inside in the radial direction. Further, a fixing hole 35a penetrating in the axial direction is formed inside the insulating cap 35 in the radial direction. Then, the coil end portions 21c and 22c are vertically laminated on the axial end surface 14a of the second end housing 14 via the insulating cap 35, and are recessed in the axial end surface 14a while being press-fitted into the fixing hole 35a. It is fixed to the second end housing 14 by a press-fit pin 36 that is press-fitted into the press-fit recess 14b. As a result, the coil end portions 21c and 22c on the other side in the axial direction are fixed to the housing H.
また、ターミナル部材32は、第2エンドハウジング14の軸方向端面14a上に接着剤や図示しないネジ等によって固定されている。なお、コイルエンド部21c,22cが支持される軸方向端面14aとターミナル部材32が支持される軸方向端面14aとは、同一平面とされている。すなわち、コイルエンド部21c,22cとターミナル部材32とは、共に第2エンドハウジング14の軸方向端面14aであって同一平面に支持されている。ターミナル部材32は、コイルエンド部21b,22bの径方向内側に一定の距離を置いて配置されている。そして、コイルエンド部21c,22cから径方向内側に延びるコイル端末31は、ターミナル33から径方向外側に延びる接続端子33aと接続部37で電気的及び機械的に接続されている。 Further, the terminal member 32 is fixed on the axial end surface 14a of the second end housing 14 with an adhesive, a screw (not shown) or the like. The axial end surface 14a on which the coil end portions 21c and 22c are supported and the axial end surface 14a on which the terminal member 32 is supported are made flush with each other. That is, the coil end portions 21c and 22c and the terminal member 32 are both axial end surfaces 14a of the second end housing 14 and are supported on the same plane. The terminal member 32 is arranged at a certain distance inside the coil end portions 21b and 22b in the radial direction. The coil terminal 31 extending radially inward from the coil end portions 21c and 22c is electrically and mechanically connected to the connecting terminal 33a extending radially outward from the terminal 33 by the connecting portion 37.
また、第1コイル21と第2コイル22とは、上記したように異なる形状に折り曲げられて周長が異なるように設定されている。そして、第1コイル21と第2コイル22とは、各相における総コイル長が等しくなるように、且つ、同相において並列接続された場合の各列の総コイル長が等しくなるように接続されている。 Further, the first coil 21 and the second coil 22 are bent into different shapes as described above and are set to have different peripheral lengths. The first coil 21 and the second coil 22 are connected so that the total coil lengths in each phase are equal and the total coil lengths in each row when connected in parallel in the same phase are equal. There is.
具体的には、例えば、図5に示すように、第1コイル21と第2コイル22とが接続されている。すなわち、例えば、U相において並列接続された第1の列の総コイル長と第2の列の総コイル長とが等しくなるように、各列には第1コイル21と第2コイル22とが2つずつ直列に接続されている。また、V相及びW相は、その総コイル長がU相の総コイル長と等しくなるように、第1コイル21と第2コイル22とがU相と同様に接続されている。 Specifically, for example, as shown in FIG. 5, the first coil 21 and the second coil 22 are connected. That is, for example, the first coil 21 and the second coil 22 are arranged in each row so that the total coil length of the first row and the total coil length of the second row connected in parallel in the U phase are equal to each other. Two are connected in series. Further, in the V phase and the W phase, the first coil 21 and the second coil 22 are connected in the same manner as the U phase so that the total coil length thereof is equal to the total coil length of the U phase.
次に、上記のように構成された回転電機11の作用について説明する。
ステータ15のコイル20に駆動回路から3相駆動電流が供給されると、ステータ15にて回転磁界が発生されてロータ17が回転駆動される。
Next, the operation of the rotary electric machine 11 configured as described above will be described.
When a three-phase drive current is supplied from the drive circuit to the coil 20 of the stator 15, a rotating magnetic field is generated in the stator 15 to rotationally drive the rotor 17.
次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
(1)軸方向一方側のコイルエンド部21b,22b同士は径方向に並んで配置され、軸方向他方側のコイルエンド部21c,22c同士は軸方向に並んで配置されるため、軸方向及び径方向の大型化をバランス良く抑えることが可能となる。
Next, the effects of the above embodiment will be described below.
(1) The coil end portions 21b and 22b on one side in the axial direction are arranged side by side in the radial direction, and the coil end portions 21c and 22c on the other side in the axial direction are arranged side by side in the axial direction. It is possible to suppress the increase in size in the radial direction in a well-balanced manner.
(2)径方向に並んだ軸方向一方側のコイルエンド部21b,22bの断面形状は、軸方向よりも径方向に薄い扁平形状であるため、該部位の径方向の大型化を抑えることができる。また、軸方向に並んだ軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cの断面形状は、径方向よりも軸方向に薄い扁平形状であるため、該部位の軸方向の大型化を抑えることができる。 (2) Since the cross-sectional shape of the coil end portions 21b and 22b on one side in the axial direction arranged in the radial direction is a flat shape thinner in the radial direction than in the axial direction, it is possible to suppress the increase in size of the portion in the radial direction. it can. Further, since the cross-sectional shape of the coil end portions 21c and 22c on the other side in the axial direction arranged in the axial direction is a flat shape thinner in the axial direction than in the radial direction, it is possible to suppress an increase in the size of the portion in the axial direction. ..
(3)軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cは、径方向内側に屈曲されて延び、ステータ15の内側に設けられたロータ17と軸方向に対向するように配置されるため、例えば、コイルエンド部21c,22cが反対側であって径方向外側に屈曲されて延びる場合のように回転電機11を径方向に大型化してしまうことがない。また、例えば、軸方向一方側のコイルエンド部21b,22bを軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cと同様な形状とするとロータ17を軸方向からステータ15の内側に挿入することが不可能となるが、それを回避しつつステータ15の各方向の大型化を抑えることが可能となる。 (3) The coil end portions 21c and 22c on the other side in the axial direction are bent and extended inward in the radial direction and are arranged so as to face the rotor 17 provided inside the stator 15 in the axial direction, for example. The rotating electric machine 11 does not become large in the radial direction as in the case where the coil end portions 21c and 22c are on opposite sides and are bent outward in the radial direction and extend. Further, for example, if the coil end portions 21b and 22b on one side in the axial direction have the same shape as the coil end portions 21c and 22c on the other side in the axial direction, it is impossible to insert the rotor 17 into the stator 15 from the axial direction. However, it is possible to suppress the increase in size of the stator 15 in each direction while avoiding it.
(4)第1コイル21と第2コイル22とは、異なる形状に折り曲げられて周長が異なるが、各相における総コイル長が等しくなるように、且つ、同相において並列接続された場合の各列の総コイル長が等しくなるように接続されるため、各相の抵抗差や並列接続された場合の各列の抵抗差を無くすことができる。よって、例えば、高効率化を図ることができる。 (4) The first coil 21 and the second coil 22 are bent into different shapes and have different peripheral lengths, but the total coil lengths in each phase are the same, and each of them is connected in parallel in the same phase. Since the coils are connected so that the total coil lengths of the rows are equal, it is possible to eliminate the resistance difference of each phase and the resistance difference of each row when connected in parallel. Therefore, for example, high efficiency can be achieved.
(5)各コイルエンド部21b,21c,22b,22cは、ハウジングHに対して固定されるため、例えば本実施形態のようにコイル20がティースに巻回されないスロットレスタイプの回転電機11において、コイル20を強固に保持することができる。すなわち、スロットレスタイプの回転電機11では、コイル20がティースに巻回されず、軸方向コイル部21a,22aはスペース的に機械的に固定することが難しいためコイル20の保持が困難となるが、コイルエンド部21b,21c,22b,22cをハウジングHに対して固定することでコイル20を強固に保持することができる。 (5) Since each coil end portion 21b, 21c, 22b, 22c is fixed to the housing H, for example, in the slotless type rotary electric machine 11 in which the coil 20 is not wound around the teeth as in the present embodiment. The coil 20 can be firmly held. That is, in the slotless type rotary electric machine 11, the coil 20 is not wound around the teeth, and it is difficult to mechanically fix the axial coil portions 21a and 22a in terms of space, so that it is difficult to hold the coil 20. By fixing the coil end portions 21b, 21c, 22b, 22c to the housing H, the coil 20 can be firmly held.
上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。また、本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、回転電機11は、コイルエンド部21b,21c,22b,22cにて連結された軸方向コイル部21a,22a同士の周方向の間にティースが配置されないスロットレスタイプの回転電機11であるとしたが、これに限定されず、スロット付きタイプの回転電機に具体化してもよい。
The above embodiment can be modified and implemented as follows. Further, the present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
In the above embodiment, the rotary electric machine 11 is a slotless type rotary electric machine in which teeth are not arranged between the circumferential directions of the axial coil portions 21a, 22a connected by the coil end portions 21b, 21c, 22b, 22c. Although it is set to 11, it is not limited to this, and may be embodied in a rotary electric machine with a slot.
例えば、図6に模式的に示すように、上記実施形態と同様でありつつ周方向に隙間を有した軸方向コイル部21a,22a同士の周方向の間にステータコア18から径方向に突出したティース18aが配置された回転電機11としてもよい。 For example, as schematically shown in FIG. 6, a tooth protruding from the stator core 18 in the radial direction between the axial coil portions 21a and 22a having a gap in the circumferential direction while being the same as the above embodiment. The rotary electric machine 11 in which the 18a is arranged may be used.
・上記実施形態では、第1コイル21と第2コイル22とは、異なる形状に折り曲げられて周長が異なるものとしたが、これに限定されず、異なる形状に折り曲げられつつ周長が同じとなるように形成されたものとしてもよい。 -In the above embodiment, the first coil 21 and the second coil 22 are bent into different shapes and have different peripheral lengths, but the present invention is not limited to this, and the peripheral length is the same while being bent into different shapes. It may be formed so as to be.
具体的には、例えば、図7に示すように、軸方向他方側において、第2コイル22のコイルエンド部22c、詳しくはその内延部22eが、第1コイル21のコイルエンド部21c、詳しくはその内延部21gより長く形成されて、大きく径方向内側に延びることで、第1コイル21と第2コイル22との周長が同じとなるようにしてもよい。このようにしても、第1コイル21と第2コイル22の周長が異なる場合に生じる抵抗差を無くすことができる。よって、例えば、高効率化を図ることができる。 Specifically, for example, as shown in FIG. 7, on the other side in the axial direction, the coil end portion 22c of the second coil 22, specifically the inward extension portion 22e thereof, is the coil end portion 21c of the first coil 21, in detail. May be formed to be longer than the inner extension portion 21 g and extend inward in the radial direction so that the peripheral lengths of the first coil 21 and the second coil 22 are the same. Even in this way, it is possible to eliminate the resistance difference that occurs when the peripheral lengths of the first coil 21 and the second coil 22 are different. Therefore, for example, high efficiency can be achieved.
・上記実施形態では、コイル20は、平角線が環状に多数回、巻回されてなるものであって、2種類の異なる形状に折り曲げられた第1コイル21と第2コイル22とを含んだものとしたが、他のコイルとしてもよい。すなわち、軸方向に延びる軸方向コイル部と一対の軸方向コイル部同士を周方向に連結するコイルエンド部とを有するコイルであって、コイルエンド部にて連結された軸方向コイル部同士の周方向の間に他のコイルエンド部にて連結された軸方向コイル部が配置され、コイルエンド部同士が並んで配置されるステータ用のコイルであれば変更してもよい。 -In the above embodiment, the coil 20 is formed by winding a flat wire a large number of times in an annular shape, and includes a first coil 21 and a second coil 22 bent into two different shapes. However, other coils may be used. That is, it is a coil having an axial coil portion extending in the axial direction and a coil end portion for connecting the pair of axial coil portions in the circumferential direction, and the circumference of the axial coil portions connected at the coil end portion. A coil for a stator in which axial coil portions connected by other coil end portions are arranged between the directions and the coil end portions are arranged side by side may be changed.
例えば、図8に示すように、軸方向に延びる軸方向コイル部41と一対の軸方向コイル部41同士を周方向に連結するコイルエンド部42とを有するコイル43であって、波巻きで分布巻のコイル43において具体化してもよい。なお、図8では、軸方向の一方側においても他方側においてもコイルエンド部42同士が径方向に並んで配置されるものを図示しているが、このようなコイル43において、軸方向他方側のコイルエンド部42同士が軸方向に並んで配置されるように軸方向他方側のコイルエンド部42を径方向に屈曲して構成すればよい。 For example, as shown in FIG. 8, a coil 43 having an axial coil portion 41 extending in the axial direction and a coil end portion 42 connecting a pair of axial coil portions 41 in the circumferential direction, and is distributed by wave winding. It may be embodied in the winding coil 43. Note that FIG. 8 illustrates that the coil end portions 42 are arranged side by side in the radial direction on both one side and the other side in the axial direction. In such a coil 43, the other side in the axial direction is shown. The coil end portions 42 on the other side in the axial direction may be bent in the radial direction so that the coil end portions 42 of the above are arranged side by side in the axial direction.
・上記実施形態では、径方向に並んだ軸方向一方側のコイルエンド部21b,22bの断面形状は、軸方向よりも径方向に薄い扁平形状であり、軸方向に並んだ軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cの断面形状は、径方向よりも軸方向に薄い扁平形状であるとしたが、これらの断面形状は他の形状のものとしてもよい。 In the above embodiment, the cross-sectional shapes of the coil end portions 21b and 22b on one side in the axial direction arranged in the radial direction are flat shapes thinner in the radial direction than in the axial direction, and are arranged in the axial direction on the other side in the axial direction. The cross-sectional shapes of the coil end portions 21c and 22c are flat shapes that are thinner in the axial direction than in the radial direction, but these cross-sectional shapes may be other shapes.
・上記実施形態では、インナーロータ型の回転電機11に具体化したが、これに限定されず、アウターロータ型の回転電機に具体化してもよい。また、このような場合等、軸方向他方側のコイルエンド部21c,22cが屈曲される方向は、径方向外側としてもよい。 -In the above embodiment, the inner rotor type rotary electric machine 11 is embodied, but the present invention is not limited to this, and the outer rotor type rotary electric machine may be embodied. Further, in such a case, the direction in which the coil end portions 21c and 22c on the other side in the axial direction are bent may be the outer side in the radial direction.
・上記実施形態の各コイルエンド部21b,21c,22b,22cをハウジングHに対して固定するための構成は、他の構成に変更してもよい。また、上記実施形態では特に言及していないが、コイル20の軸方向コイル部21a,22aは、ステータコア18に対して接着剤等で固定されていてもよく、このような場合はコイルエンド部21b,21c,22b,22cをハウジングHに対して固定しなくてもよい。 The configuration for fixing the coil end portions 21b, 21c, 22b, 22c of the above embodiment to the housing H may be changed to another configuration. Further, although not particularly mentioned in the above embodiment, the axial coil portions 21a and 22a of the coil 20 may be fixed to the stator core 18 with an adhesive or the like. In such a case, the coil end portion 21b , 21c, 22b, 22c need not be fixed to the housing H.
・上記実施形態の各相では、第1コイル21と第2コイル22とが2つずつ直列に接続された2つ列が並列接続されるとしたが、これに限定されず、例えば、第1コイル21と第2コイル22とが1つずつ直列に接続された4つの列が並列接続された構成としてもよい。また、各相は、並列接続されず、例えば第1コイル21と第2コイル22とが4つずつ直列に接続された構成としてもよい。これらのようにしても、周長の異なる第1コイル21と第2コイル22を用いながらも各相の抵抗差を無くすことができる。 -In each phase of the above embodiment, it is assumed that two rows in which the first coil 21 and the second coil 22 are connected in series are connected in parallel, but the present invention is not limited to this, and for example, the first coil 21 is connected. Four rows in which the coil 21 and the second coil 22 are connected in series may be connected in parallel. Further, each phase may not be connected in parallel, and for example, the first coil 21 and the second coil 22 may be connected in series by four each. Even in these cases, the resistance difference between the phases can be eliminated while using the first coil 21 and the second coil 22 having different peripheral lengths.
・上記実施形態では、第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14がモータハウジング12と別体であるとしたが、これに限定されず、第1エンドハウジング13及び第2エンドハウジング14のいずれか一方がモータハウジング12と一体の構成としてもよい。 -In the above embodiment, the first end housing 13 and the second end housing 14 are separate from the motor housing 12, but the present invention is not limited to this, and either the first end housing 13 or the second end housing 14 is used. One may be integrated with the motor housing 12.
・上記実施形態では、特に言及していないが、コイルエンド部21b,22bと、ハウジングHとの間には、絶縁紙や絶縁カバー等を介在させてもよい。また、固定部材30をアルミ系の金属材料等の高伝熱材料のみにて構成し、該固定部材30とコイルエンド部21b,22bとの間に、絶縁紙や絶縁カバー等を介在させてもよい。また、上記実施形態の絶縁キャップ35は絶縁紙等の他の絶縁部材に変更してもよい。 -Although not particularly mentioned in the above embodiment, an insulating paper, an insulating cover, or the like may be interposed between the coil end portions 21b and 22b and the housing H. Further, even if the fixing member 30 is composed of only a high heat transfer material such as an aluminum-based metal material and an insulating paper, an insulating cover or the like is interposed between the fixing member 30 and the coil end portions 21b and 22b. Good. Further, the insulating cap 35 of the above embodiment may be changed to another insulating member such as insulating paper.
・上記実施形態では、第1コイル21と第2コイル22の巻線断面積が同じであるように記載したが、これに限定されず、巻線断面積が異なるように設定してもよい。
例えば、図9に示すように、屈曲箇所の多い第1コイル21の巻線断面積は、屈曲箇所の少ない第2コイル22の巻線断面積よりも小さく設定してもよい。なお、図9に示す例では、第1コイル21の周方向から見た厚さを第2コイル22よりも薄くしているが、径方向から見た幅を小さくしてもよい。このようにすると、屈曲箇所が多く加工が難しい第1コイル21の加工性が良好となり、製造が容易となる。なお、このように第1コイル21と第2コイル22との巻線断面積が異なる場合においても各相の抵抗差や並列接続された場合の各列の抵抗差を無くすべく、上記実施形態や別例と同様に結線することが好ましい。
-In the above embodiment, the winding cross-sectional area of the first coil 21 and the second coil 22 is described to be the same, but the present invention is not limited to this, and the winding cross-sectional area may be set to be different.
For example, as shown in FIG. 9, the winding cross-sectional area of the first coil 21 having many bending points may be set smaller than the winding cross-sectional area of the second coil 22 having few bending points. In the example shown in FIG. 9, the thickness of the first coil 21 seen from the circumferential direction is thinner than that of the second coil 22, but the width seen from the radial direction may be smaller. In this way, the workability of the first coil 21, which has many bent portions and is difficult to process, becomes good, and the production becomes easy. Even when the winding cross-sectional areas of the first coil 21 and the second coil 22 are different in this way, in order to eliminate the resistance difference of each phase and the resistance difference of each row when connected in parallel, the above-described embodiment It is preferable to connect in the same manner as in another example.
11…回転電機、15…ステータ、17…ロータ、20…コイル、21…第1コイル(コイル)、22…第2コイル(コイル)、21a,22a…軸方向コイル部、21b,21c,22b,22c…コイルエンド部、H…ハウジング。 11 ... rotary electric machine, 15 ... stator, 17 ... rotor, 20 ... coil, 21 ... first coil (coil), 22 ... second coil (coil), 21a, 22a ... axial coil section, 21b, 21c, 22b, 22c ... Coil end, H ... Housing.

Claims (7)

  1. 軸方向に延びる軸方向コイル部(21a,22a)と一対の前記軸方向コイル部同士を周方向に連結するコイルエンド部(21b,21c,22b,22c)とを有するコイル(20〜22)を備え、前記コイルエンド部にて連結された前記軸方向コイル部同士の周方向の間には他の前記コイルエンド部にて連結された前記軸方向コイル部が配置され、前記コイルエンド部同士が並んで配置されるステータ(15)を備えた回転電機であって、
    軸方向一方側の前記コイルエンド部(21b,22b)同士は径方向に並んで配置され、軸方向他方側の前記コイルエンド部(21c,22c)同士は軸方向に並んで配置された回転電機。
    A coil (20 to 22) having an axial coil portion (21a, 22a) extending in the axial direction and a coil end portion (21b, 21c, 22b, 22c) connecting the pair of the axial coil portions in the circumferential direction. The axial coil portions connected by the other coil end portions are arranged between the circumferential directions of the axial coil portions connected by the coil end portions, and the coil end portions are connected to each other. A rotary electric machine having a stator (15) arranged side by side.
    The coil end portions (21b, 22b) on one side in the axial direction are arranged side by side in the radial direction, and the coil end portions (21c, 22c) on the other side in the axial direction are arranged side by side in the axial direction. ..
  2. 径方向に並んだ軸方向一方側の前記コイルエンド部の断面形状は、軸方向よりも径方向に薄い扁平形状であり、軸方向に並んだ軸方向他方側の前記コイルエンド部の断面形状は、径方向よりも軸方向に薄い扁平形状である請求項1に記載の回転電機。 The cross-sectional shape of the coil end portion on one side in the axial direction arranged in the radial direction is a flat shape thinner in the radial direction than in the axial direction, and the cross-sectional shape of the coil end portion on the other side in the axial direction arranged in the axial direction is The rotary electric machine according to claim 1, which has a flat shape that is thinner in the axial direction than in the radial direction.
  3. 前記軸方向他方側の前記コイルエンド部は、径方向内側に屈曲されて延び、前記ステータの内側に設けられたロータ(17)と軸方向に対向するように配置された請求項1又は請求項2に記載の回転電機。 Claim 1 or claim, wherein the coil end portion on the other side in the axial direction is bent inward in the radial direction and extends, and is arranged so as to face the rotor (17) provided inside the stator in the axial direction. The rotary electric machine according to 2.
  4. 前記コイル(20〜22)は、異なる形状に折り曲げられて周長が異なる第1コイル(21)と第2コイル(22)とからなり、
    前記第1コイルと前記第2コイルとは、各相における総コイル長が等しくなるように、且つ、同相において並列接続された場合の各列の総コイル長が等しくなるように接続された請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機。
    The coils (20 to 22) are composed of a first coil (21) and a second coil (22) that are bent into different shapes and have different peripheral lengths.
    Claim that the first coil and the second coil are connected so that the total coil lengths in each phase are equal and the total coil lengths in each row are equal when connected in parallel in the same phase. The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3.
  5. 前記コイルは、異なる形状に折り曲げられつつ周長が同じとなるように形成された第1コイルと第2コイルとからなる請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the coil comprises a first coil and a second coil formed so as to have the same peripheral length while being bent into different shapes.
  6. 前記コイルは、異なる形状に折り曲げられた第1コイルと第2コイルとからなり、屈曲箇所の多い前記第1コイルの巻線断面積は、屈曲箇所の少ない前記第2コイルの巻線断面積よりも小さく設定された請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回転電機。 The coil is composed of a first coil and a second coil that are bent into different shapes, and the winding cross-sectional area of the first coil having many bending points is larger than the winding cross-sectional area of the second coil having few bending points. The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 4, which is also set to be small.
  7. 軸方向一方側の前記コイルエンド部及び軸方向他方側の前記コイルエンド部の少なくとも一方は、前記ステータを収容するハウジング(H)に対して固定された請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の回転電機。 Any one of claims 1 to 6, wherein at least one of the coil end portion on one side in the axial direction and the coil end portion on the other side in the axial direction is fixed to a housing (H) accommodating the stator. The rotary electric machine described in the section.
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