JP4114586B2 - 回転電機用電機子 - Google Patents
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Description
(イ)スロットは、互いに隣接するU相第1スロット群とU相第2スロット群、互いに隣接するV相第1スロット群とV相第2スロット群、及び互いに隣接するW相第1スロット群とW相第2スロット群を含み、各スロット群のスロット内にセグメント導体の挿入部が4以上の偶数本挿入されている。
(ロ)電機子巻線はU相第1スロット群及びU相第2スロット群に収容されるU相巻線、V相第1スロット群及びV相第2スロット群に収容されるV相巻線、並びにW相第1スロット群及びW相第2スロット群に収容されるW相巻線を含み、U相巻線、V相巻線及びW相巻線は同じ構成を持つ。
(ハ)各相第1一方巻線部及び第1他方巻線部の導体セグメントの挿入部はそれぞれ各相第1スロット群及び第2スロット群の各半数のスロットに巻装され、スロット当たりに挿入される前記導体セグメントの挿入部の総数の半数の挿入部から成り、各相第2一方巻線部及び第2他方巻線部の導体セグメントの挿入部はそれぞれ各相第2スロット群及び第1スロット群の各半数のスロットに巻装され、スロット当たりに挿入される前記導体セグメントの挿入部の総数の半数の挿入部から成り、各相第3一方巻線部及び第3他方巻線部のセグメント導体の挿入部はそれぞれ各相第1スロット群及び第2スロット群の各半数のスロットに巻装され、スロット当たりに挿入される前記導体セグメントの挿入部の総数の半数の挿入部から成り、各相の第4一方巻線部及び第4他方巻線部のセグメント導体の挿入部はそれぞれ各相第2スロット群及び第1スロット群の各半数のスロットに巻装され、スロット当たりに挿入される前記導体セグメントの挿入部の総数の半数の挿入部から成る。
(ニ)第1巻線、第2巻線、第3巻線及び第4巻線は合成ベクトルが等しい。
(ホ)各相第1一方巻線部は各相第1スロット群に収容されステータコアを第1方向に半周し、各相第1他方巻線部は各相第2スロット群に収容され該ステータコアを第1方向に残り半周し、各相第2一方巻線部は各相第2スロット群に収容されステータコアを第1方向に半周し、各相第2他方巻線部は各相第1スロット群に収容され該ステータコアを第1方向に残り半周し、各相第3一方巻線部は各相第1スロット群に収容されステータコアを第2方向に半周し、各相第3他方巻線部は各相第2スロット群に収容されステータコアを第2方向に残り半周し、各相第4一方巻線部は各相第2スロット群に収容されステータコアを第2方向に半周し、各相第4他方巻線部は各相第1スロット群に収容されステータコアを第2方向に残り半周している。
各相第1接続部、各相第2接続部、各相第3接続部及び各相第4接続部は、セグメント導体とは異なるスロットピッチの一対の挿入部を持つ異形セグメント導体から成る。
各相第1巻線の第1他方巻線部の巻終り端と各相第3巻線の第3他方巻線部の巻終り端とは各相第2スロット群の同じスロットから延び出て、各相第2巻線の第2他方巻線部の巻終り端と各相第4巻線の第4他方巻線部の巻終り端とは各相第1スロット群の同じスロットから延び出ている。
各相第1巻線の第1他方巻線部の巻終り端と各相第2巻線の第2他方巻線部の巻終り端とは各相第1スロット群の一スロットとこのスロットに隣接する各相第2スロット群のスロットにから延び出て、各相第3巻線の第3他方巻線部の巻終り端と各相第4巻線の第4他方巻線部の巻終り端とは各相第1スロット群の一スロットとこのスロットに隣接する各相第2スロット群のスロットから延び出ている。
回転電機はハウジング、ステータ、ロータ及び制御装置を含む。回転電機を発電機として使用するときは、外力(例えばエンジンの補機駆動ベルト)によりプーリを介してロータを回転する。電機子に発生した交流電力を制御装置で直流電力に変換して直流電源に充電する。これに対して、回転電機を電動機として使用するときは、直流を制御装置で交流に変換してステータに供給する。回転するロータの回転力を利用して負荷を駆動する。例えぱプーリ22を介して補機駆動ベルトによりエンジンを始動する。
ステータは少なくとも電機子鉄心と電機子巻線とから成る。更に、電機子巻線を電機子鉄心から絶縁するインシュレータを含むことができる。電機子鉄心は内周面に複数のスロットを備えている。スロットは、U相スロット群、V相スロット群及びW相スロット群から成り、より詳しくはU相第1スロット群及びこれに隣接するU相第2スロット群、V相第1スロット群及びこれに隣接するV相第2スロット群、W相第1スロット群及びこれに隣接するW相第2スロット群から成る。各相第1スロット群のスロット数と各相第2スロット群のスロット数とは等しい。
電機子巻線は、U相巻線、V相巻線及びW相巻線から成り、各相巻線は複数の松葉形状のセグメント導体を接合して構成される。セグメント導体はステータコアのスロットに挿入される一対の挿入部と、ステータコアの一端面から突出するU字形状のターン部と、ステータコアの他端面から突出し接合される一対の接合部とを含む。各スロット内にはセグメント導体の挿入部が4本以上の偶数本(4本、6本、8本・・)ずつ挿入される。例えばU相スロット群の場合、一対の挿入部は何れもU相第1スロット群又はU相第2スロット群に挿入される。
(構成)
a.全体
図1に示す回転電機はハウジング10、電機子(ステータ)30及びロータ25、制御装置90等を含む。ハウジング10のそれぞれ一端が開口した左方ハウジング11及び右方ハウジング16内にステータ30及びロータ25が配置されている。即ち、左方ハウジング11の端壁及び右方ハウジング16の端壁に軸受12及び17を介して回転軸20が回転可能に支持されている。左方の端壁から突出した軸部分にプーリ22が固定され、中間部にロータ25が取り付けられている。
次に、ステータ30の概略について説明する。図1及び図2から分かるように、ステータ30はステータコア32とステータコイル35とから成る。ステータコア32は全体的にリング形状を呈し、その内周面に軸方向に延びる多数のスロット33が所定ピッチで形成されている。各スロット33は同じ形状で、所定幅及び所定深さを持ち、開口側は幅(円周方向寸法)が小さくなっている。
図4にステータコイル35のベクトル図を示す。説明の都合及び理解の容易化のためステータコイル35は並列接続された2つのスター結線S1及びS2から成るものとする。並列接続されたU相第1巻線U1及びU相第2巻線U2と、並列接続されたV相第1巻線V1及びV相第2巻線V2と、並列接続されたW相第1巻線W1及びW相第2巻線W2とが第1スター結線S1を構成している。
図7及び図8に示すように、U相第1スロット群US1及びU相第2スロット群US2に、1スロット分(電気角で30度)ずらしてU相巻線を構成するセグメント導体37,42の挿入部38a、38b,43a及び43bが巻装されている。
U相第2巻線U2は、U相第2スロット群US2に右方向に半周巻装された巻線部U22と、U相第1スロット群US1に右周回方向に半周巻装された巻線部U21と、巻線部U22と巻線部U21とを接続するU相第2接続部Uc2とから構成される。
図9において、U相第3巻線U3は、U相第1スロット群US1に左周回方向に半周巻装された巻線部U31と、U相第2スロット群US2に左周回方向に半周巻装された巻線部U32と、巻線部U31と巻線部U32とを接続するU相第3接続部Uc3とから構成される。
U相第4巻線は、U相第2スロット群US2に左周回方向に半周巻装された巻線部U42と、U相第1スロット群US1に左周回方向に半周巻装された巻線部U41と、巻線部U42と巻線部U41とを接続するU相第4接続部Uc4とから構成される。
図5において、U相スロット群にV相スロット群が隣接し、V相スロット群にW相スロット群が隣接している。詳しくは、U相第2スロット群US2にV相第1スロット群VS1が隣接し、V相第2スロット群VS2にW相第1スロット群WS1が隣接している。V相スロット群VS1,VS2にV相巻線が収容され、W相スロット群WS1,WS2にW相巻線が収容されている。V相巻線及びW相巻線のV相スロット群VS1,VS2及びW相スロット群WS1,WS2への収容方法は上記U相巻線のU相スロット群US1,US2への収容方法と同じである。
次に、上記U相第1接続部Uc1からU相第4接続部Uc4を構成する異形導体セグメント55,60,65及び70について図6をもとに説明する。U相第1接続部Uc1及びU相第3接続部Uc3は、異形セグメント導体55及び65により構成されている。この異形セグメント導体55及び65はターン部56及び66を有し、その両挿入部57a,57b、67a及び67bがU相第1スロット群の一つである第9スロット及びU相第2スロットの一つである第4スロットから対をなして延び出ている。この異形セグメント導体55及び65の挿入部間のピッチである「後ピッチ」は、他のセグメント導体37,42の後ピッチが6スロットピッチであるのに対して、5スロットピッチとされている。このように、1スロットピッチ短くすることにより隣のスロットへ所謂転位をしている。
次に、内側導体セグメント37及び外側導体セグメント42のターン部39及び44側から引き出された巻始め側及び巻終り側の引出し線について図4、図6、図7及び図9をもとに説明する。U相第1巻線U1の巻線部U11の巻始め側引出し線U1a(図7)、及びU相第3巻線U3の巻線部U31(図9)の巻始め側引出し線U3aは、U相第1スロット群の一つである第15スロットから対をなして延び出ている。
(作用効果)
この実施例の作用は公知であり、しかも本発明と直接関係ないので、説明を割愛する。
30:ステータ 32:ステータコア
33:スロット 35:ステータコイル
37:内側セグメント導体 42:外側セグメント導体
U1からU4:第1から第4巻線
U11、U22:一方巻線部 U12、U21:他方巻線部
U、V、W:出力端子 N:中性点
Ua1からUa4:巻始め側引出し線
Ub1からUb4:巻終り側引出し線
Uc1からUc4:第1から第4接続部
55,60,65,70:異形セグメント導体
Claims (5)
- 複数のスロットを持つ電機子鉄心と、スロットに巻装された一対の挿入部を有する複数のセグメント導体を接合して成る電機子巻線と、から成る回転電機用電機子において、
前記スロットは、互いに隣接するU相第1スロット群とU相第2スロット群、互いに隣接するV相第1スロット群とV相第2スロット群、及び互いに隣接するW相第1スロット群とW相第2スロット群を含み、該各スロット群のスロット内に前記セグメント導体の挿入部が4以上の偶数本挿入され、
前記電機子巻線は前記U相第1スロット群及びU相第2スロット群に収容されるU相巻線、前記V相第1スロット群及びV相第2スロット群に収容されるV相巻線、並びに前記W相第1スロット群及びW相第2スロット群に収容されるW相巻線を含み、該U相巻線、該V相巻線及び該W相巻線は同じ構成を持ち、
前記各相巻線は互いに並列接続された第1巻線、第2巻線、第3巻線及び第4巻線から成り、該第1巻線は互いに直列接続された第1一方巻線部及び第1他方巻線部を含み、該第2巻線は互いに直列接続された第2一方巻線部及び第2他方巻線部を含み、該第3巻線は互いに直列接続された第3一方巻線部及び第3他方巻線部を含み、該第4巻線は互いに直列接続された第4一方巻線部及びU相第4他方巻線部を含み、
前記各相第1一方巻線部及び第1他方巻線部の導体セグメントの挿入部はそれぞれ前記各相第1スロット群及び第2スロット群の各半数の前記スロットに巻装され、該スロット当たりに挿入される前記導体セグメントの挿入部の総数の半数の挿入部から成り、前記各相第2一方巻線部及び第2他方巻線部の導体セグメントの挿入部はそれぞれ前記各相第2スロット群及び第1スロット群の各半数の前記スロットに巻装され、該スロット当たりに挿入される前記導体セグメントの挿入部の総数の半数の挿入部から成り、
前記各相第3一方巻線部及び第3他方巻線部のセグメント導体の挿入部はそれぞれ前記各相第1スロット群及び第2スロット群の各半数の前記スロットに巻装され、該スロット当たりに挿入される前記導体セグメントの挿入部の総数の半数の挿入部から成り、前記各相の第4一方巻線部及び第4他方巻線部のセグメント導体の挿入部はそれぞれ前記各相第2スロット群及び第1スロット群の各半数の前記スロットに巻装され、該スロット当たりに挿入される前記導体セグメントの挿入部の総数の半数の挿入部から成り、
前記第1巻線、前記第2巻線、前記第3巻線及び前記第4巻線は合成ベクトルが等しく、
前記各相第1一方巻線部は前記各相第1スロット群に収容され前記ステータコアを第1方向に半周し、前記各相第1他方巻線部は前記各相第2スロット群に収容され該ステータコアを第1方向に残り半周し、前記各相第2一方巻線部は前記各相第2スロット群に収容され前記ステータコアを第1方向に半周し、前記各相第2他方巻線部は前記各相第1スロット群に収容され該ステータコアを第1方向に残り半周し、
前記各相第3一方巻線部は前記各相第1スロット群に収容され前記ステータコアを第2方向に半周し、前記各相第3他方巻線部は前記各相第2スロット群に収容され該ステータコアを第2方向に残り半周し、前記各相第4一方巻線部は前記各相第2スロット群に収容され前記ステータコアを第2方向に半周し、前記各相第4他方巻線部は前記各相第1スロット群に収容され該ステータコアを第2方向に残り半周している、
ことを特徴とする回転電機用電機子。 - 前記各相第1一方巻線部と前記各相第1他方巻線部とは各相第1接続部で、前記各相第2一方巻線部と前記各相第2他方巻線部とは各相第2接続部で、前記各相第3一方巻線部と前記各相第3他方巻線部とは各相第3接続部で、前記各相第4一方巻線部と前記各相第4他方巻線部とは各相第4接続部で、それぞれ接続され、
該各相第1接続部、該各相第2接続部、該各相第3接続部及び該各相第4接続部は、前記セグメント導体とは異なるスロットピッチの一対の挿入部を持つ異形セグメント導体から成る請求項1に記載の回転電機用電機子。 - 前記各相第1巻線の第1一方巻線部の巻始め端と前記各相第3巻線の第3一方巻線部の巻始め端とは前記各相第1スロット群の同じスロットから延び出て、前記各相第2巻線の第2一方巻線部の巻始め端と前記各相第4巻線の第4一方巻線部の巻始め端とは前記第各相第2スロット群の同じスロットから延び出て、
前記各相第1巻線の第1他方巻線部の巻終り端と前記各相第3巻線の第3他方巻線部の巻終り端とは前記各相第2スロット群の同じスロットから延び出て、前記各相第2巻線の第2他方巻線部の巻終り端と前記各相第4巻線の第4他方巻線部の巻終り端とは前記各相第1スロット群の同じスロットから延び出ている、請求項1に記載の回転電機用電機子。 - 前記各相第1巻線の第1一方巻線部の巻始め端と前記各相第2巻線の第2一方巻線部の巻始め端とは前記各相第1スロット群の一スロットと該スロットに隣接する前記第2スロット群のスロットから延び出て、前記各相第3巻線の第3一方巻線部の巻始め端と前記各相第4巻線の第4一方巻線部の巻始め端とは前記第各相第1スロット群の一スロットと該スロットに隣接する前記第各相第2スロット群のスロットから延び出て、
前記各相第1巻線の第1他方巻線部の巻終り端と前記各相第2巻線の第2他方巻線部の巻終り端とは前記各相第1スロット群の一スロットと該スロットに隣接する前記各相第2スロット群のスロットから延び出て、前記各相第3巻線の第3他方巻線部の巻終り端と前記各相第4巻線の第4他方巻線部の巻終り端とは前記各相第1スロット群の一スロットと該スロットに隣接する前記各相第2スロット群のスロットから延び出ている、請求項1に記載の回転電機用電機子。 - 前記各相第1巻線の前記第1一方巻線部及び第1他方巻線部、並びに前記各相巻線の前記第2一方巻線部及び第2他方巻線部は重ね波巻きを含み、該重ね波巻きを構成するセグメント導体の挿入部が、前記スロットに収容された挿入部の半分を占めている請求項1に記載の回転電機用電機子。
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