JP2022522017A - モータ用巻線構造及びモータ - Google Patents
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Abstract
Description
層:4層の溝内導体を例にして溝内の導体の番号を順次に定義し、内から外へ、第1層、第2層、第3層及び第4層と命名することができる。
内と外:方向性用語「内」と「外」は、コアを基準として定義され、コアの軸心線に近い側を「内」、コアの外周面に近い側を「外」とする。
標準ヘアピン型導体:y(巻線ピッチ)個の溝が離れる2つの溝内に位置する導体部分を有するヘアピン型導体である。
直列ヘアピン型導体:y-1個の溝が離れる2つの溝内に位置する導体部分を有するヘアピン型導体であって、短ピッチ導体である。y+1個の溝が離れる2つの溝内に位置する導体部分を有するヘアピン型導体であって、長ピッチ導体である。
図1及び図2を参照する。図1は、本実施例に係るコイル構造が配置されたモータコアの挿入側構造の模式図であり、図2は、本実施例に係るコイル構造が配置されたモータコアの溶接側構造の模式図である。
ここで、第1の標準ヘアピン型導体は、1つの溝における第j層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からy個の溝が離れる溝における第j-1層の溝内導体部分とを有し、この2つの溝内導体はy個の溝が離れて、かつ相対的に1層ずれている。
ここで、第2の標準ヘアピン型導体は、1つの溝における第j層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からy個の溝が離れる溝における第j+1層の溝内導体部分とを有し、この2つの溝内導体は、y個の溝が離れて、かつ相対的に1層ずれている(第1の標準ヘアピン型導体と逆にずれている)、基本形状は図6aに示す第1の標準ヘアピン型導体と同じである。
本態様は、実施例1に係るモータ及びその巻線構造に対し、基本的な設計思想が同じであるが、挿入側の最外層ヘアピン型導体の形態を変更した点で相違する。図9、図10、図11及び図12を参照する。図9は、実施例2に係る巻線構造が配置されたモータコアの挿入側の構造の模式図であり、図10は、図9に示すバスバーの構造の模式図であり、図11は、図9に示すモータコアのバスバーが組み付けられていない状態の模式図であり、図12は、図11に示すバスバー内側導体の模式図である。
本態様は、実施例1及び実施例2に係るモータ及びその巻線構造に対し、基本的な設計思想が同じであるが、隣接する二次サブ巻線を接続するための直列ヘアピン型導体の形態を変更した点で相違する。図13a、図13b、図14a及び図14b参照する。図13aは、実施例3に係る巻線構造の位相ブランチU1の配線を示し、図13bは、実施例3に係る巻線構造の位相ブランチU2の配線を示し、図14aは、図13aにおける巻線構造のコア挿入側の巻線配線の展開図であり、図14bは、図13bにおける巻線構造のコア挿入側の巻線配線の展開図である。
本態様は、実施例3に係るモータ及びその巻線構造に対し、基本的な設計思想が同じであるが、挿入側の最外層のヘアピン型導体の形態を変更した点で相違し、すなわち、挿入側においてバスバーを用いて直列ヘアピン型導体と電極配線導体との功能的接続を実現する(図示せず)。
Claims (11)
- 複数の溝と、挿入側と、溶接側とを有するステータコアに設けられた巻線構造であって、
前記巻線構造は、前記溝に位置する複数のヘアピン型導体と、異なる形状の複数のヘアピン型導体と電極配線導体とからなるN個の並列巻きサブ巻線(Nは、正の偶数である)とを含み、
各相巻線構造の同一の前記サブ巻線を形成する導体は、対応する前記溝の非隣接導体層に位置しており、
前記サブ巻線は、
1つの溝における第j層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からy個の溝が離れる溝における第j-1層の溝内導体部分とを有する第1の標準ヘアピン型導体と、
1つの溝における第j層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からy個の溝が離れる溝における第j+1層の溝内導体部分とを有する第2の標準ヘアピン型導体と、
1つの溝における第L層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からy-1個の溝が離れる溝における第1層の溝内導体部分とを有する直列ヘアピン型導体と、を含み、
1巻線サイクル内の複数の前記第1の標準ヘアピン型導体は、対応する溝内導体部分がいずれも同一の層に位置するように配置されており、前記第2の標準ヘアピン型導体は、隣接する2つの前記巻線サイクルの第1の標準ヘアピン型導体を接続し、二次サブ巻線を構成しており、前記直列ヘアピン型導体は、隣接する前記二次サブ巻線の第1の標準ヘアピン型導体を接続し、前記サブ巻線を構成しており、
yは、巻線ピッチであり、Lは、前記溝内の導体層の層数であり、jは、1≦j≦Lを満たす自然数であり、前記円周第一方向は、時計回り方向又は逆時計回り方向であることを特徴とする巻線構造。 - 各相前記巻線構造の前記サブ巻線毎の相引出線を形成する導体は、異なる溝の第1導体層又は第L導体層に設けられており、N/2個のサブ巻線の相引出線を形成する導体が、第S(i)溝の第1導体層に位置し、中性線を形成する導体が、円周第二方向に沿ってy+1個の溝が離れる第L導体層に位置し、別のN/2個のサブ巻線の相引出線を形成する導体が、第S(i-1)溝の第L導体層に位置し、中性線を形成する導体が、円周第一方向に沿ってy+1個の溝が離れる第1導体層に位置するように配置されており、
iは、1≦i≦Qを満たす整数であり、Qは、前記溝の数であり、第1導体層は、外導体層であり、第L導体層は、内導体層であり、前記円周第二方向は、前記円周第一方向とは逆であることを特徴とする請求項1に記載の巻線構造。 - 複数の溝と、挿入側と、溶接側とを有するステータコアに設けられた巻線構造であって、
前記巻線構造は、前記溝に位置する複数のヘアピン型導体と、異なる形状の複数のヘアピン型導体と電極配線導体とからなるN個の並列巻きサブ巻線(Nは、正の偶数である)とを含み、
各相巻線構造の同一の前記サブ巻線を形成する導体は、対応する前記溝の非隣接導体層に位置しており、
前記サブ巻線は、
1つの溝における第j層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からy個の溝が離れる溝における第j-1層の溝内導体部分とを有する第1の標準ヘアピン型導体と、
1つの溝における第j層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からy個の溝が離れる溝における第j+1層の溝内導体部分とを有する第2の標準ヘアピン型導体と、
1つの溝における第L層の溝内導体部分と、円周第一方向に沿ってこの溝からy+1個の溝が離れる溝における第1層の溝内導体部分とを有する直列ヘアピン型導体と、を含み、
1巻線サイクル内の複数の前記第1の標準ヘアピン型導体は、対応する溝内導体部分がいずれも同一の層に位置するように配置されており、前記第2の標準ヘアピン型導体は、隣接する2つの前記巻線サイクルの第1の標準ヘアピン型導体を接続し、二次サブ巻線を構成しており、前記直列ヘアピン型導体は、隣接する前記二次サブ巻線の第1の標準ヘアピン型導体を接続し、前記サブ巻線を構成しており、
yは、巻線ピッチであり、Lは、前記溝内の導体層の層数であり、jは、1≦j≦Lを満たす自然数であり、前記円周第一方向は、時計回り方向又は逆時計回り方向であることを特徴とする巻線構造。 - 各相前記巻線構造の前記サブ巻線毎の相引出線を形成する導体は、異なる溝の第1導体層又は第L導体層に設けられており、N/2個のサブ巻線の相引出線を形成する導体が、第S(i)溝の第1導体層に位置し、中性線を形成する導体が、円周第二方向に沿ってy-1個の溝が離れる第L導体層に位置し、別のN/2個のサブ巻線の相引出線を形成する導体が、第S(i-1)溝の第L導体層に位置し、中性線を形成する導体が、円周第一方向に沿ってy-1個の溝が離れる第1導体層に位置するように配置されており、
iは、1≦i≦Qを満たす整数であり、Qは、前記溝の数であり、第1導体層は、外導体層であり、第L導体層は、内導体層であり、前記円周第二方向は、前記円周第一方向とは逆であることを特徴とする請求項3に記載の巻線構造。 - 周方向に配列された複数の溝を有し、一方側が挿入側であって、他方側が溶接側であるコアと、
前記コアの複数の溝に設けられた請求項1~4のいずれか一項に記載の多相巻線構造と、
を含むことを特徴とするモータ。 - 前記巻線構造の第1導体層に位置する各相の中性線は、
周方向側方位置にある2つの中性線導体がヘアピン型導体を用い、かつ中性線ヘアピン型導体の挿入側にあるU形導体接続セグメントが非絶縁部を有し、周方向中間位置にある中性線導体が前記非絶縁部に電気的に接続されるように配置されており、
前記巻線構造の第L導体層に位置する各相の中性線配は、
周方向側方位置にある2つの中性線導体がヘアピン型導体を用い、かつ中性線ヘアピン型導体の挿入側にあるU形導体接続セグメントが非絶縁部を有し、周方向中間位置にある中性線導体が前記非絶縁部に電気的に接続されるように配置されている
ことを特徴とする請求項5に記載のモータ。 - 複数の前記ヘアピン型導体は、いずれも、前記コアの挿入側に設けられたU形導体接続セグメントを含み、重なる位置における複数の前記ヘアピン型導体の導体接続セグメントが、内側から外側に向かって順次に積層されていることを特徴とする請求項5に記載のモータ。
- 各導体のピン末端は、各相前記巻線構造の電極配線を形成するピン末端が前記コアの挿入側に位置し、他のピン末端が前記コアの溶接側から突出して接続されるように配置されていることを特徴とする請求項7に記載のモータ。
- 前記コアの挿入側の一端に設けられたバスバーをさらに含み、
前記直列ヘアピン型導体は導体接続セグメントを有しておらず、かつ前記直列ヘアピン型導体の2つの溝内導体部分及び前記電極配線導体は、前記挿入側から突出したピン末端が前記バスバーにより電気的に接続されるように配置されていることを特徴とする請求項7に記載のモータ。 - 各相前記巻線構造の前記コアの溶接側から突出したピン末端は、いずれも導体本体から側方へ同じ溝数で折り曲げ、周方向における当該前記溝の中間位置に溶接により前記接続を形成することを特徴とする請求項8又は9に記載のモータ。
- 溶接により前記接続を形成した各ピン末端は、順次に配列され、前記溝の開設方向と一致していることを特徴とする請求項10に記載のモータ。
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