JP4722584B2 - ステータ - Google Patents
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丸線は密接して巻回しても丸線間に隙間が生じるので占積率が低いのに対して、平角線は、隙間なく整列させることで占積率を高めることができ有利である。ここで、占積率とは、スロット断面積に対するコイル線占有面積の比であり、占積率の増大により回転電機の性能向上を図ることができる。
平角線の巻乱れを防止する従来の技術としては、例えば特許文献1などが知られている。特許文献1に開示された技術では、平角線を特殊な成形装置で成形しながら絶縁ボビン等に整列させて巻回することによって、巻乱れが生じないようにしている。
すなわち、上述した特許文献1に記載の技術と同様の従来の技術では、平角線を巻回する前処理として平角線に対して特殊な成形を施さなければならず、これには膨大な工数がかかり、製造コストの上昇を招くという問題がある。さらに、平角線に対して特殊な成形を施すための成形装置が必要なため、巻線機の構造が複雑になり、設備費が増大するという問題がある。
また、この発明によれば、前記内周側突出部により前記第1層第1周目の最終部分が保持されるので、第1層巻き始め部分の平角線と第2層最終周の平角線との間に一定スペースを確保し相互の干渉を抑制または防止することができ、平角線の破損を防止できる。また、第1層の列替え面を前記ティース絶縁部における長手方向側面に形成しているので、短手方向側面(例えば、実施の形態における短手方向側面21a、21c)に列替え面を形成した場合よりも平角線の傾斜角度を小さくできる。ゆえに、列替えにより生じる平角線の外方への変形を抑制することができ、列替えにより平角線に加わるストレスを低減することができる。このように、巻き太りの主要因となる第1層の列替え面における平角線の変形を抑制することができるので、占積率のさらなる拡大を図ることができる。
また、この発明によれば、第1層の最終列に巻回された平角線を、前記外周側突出部に沿って巻回させることで、第1層の最終列終端から第2層の第1列始端に移行する際の高さ方向の変位を抑制できるので、平角線の高さ方向への膨らみを抑制でき、巻き太りを防止することができる。また、平角線は、第1層の最終列終端から第2層の第1列始端に跨る部位で外周側突出部に保持されるので、かかる部位の平角線が前記ティース絶縁部側に落ち込んで巻乱れが生じることを抑制できる。
また、この発明によれば、列替えにより生じる平角線の外方への変形が抑制されて列替えにより平角線に加わるストレスを低減することができる長手方向両側面に、前記列替え面を交互に形成することにより、各層における平角線の変形を抑制することができ、占積率のさらなる拡大を図ることができる。
また、この発明によれば、前記内周側突出部により前記第1層第1周目の最終部分が保持されるので、第1層巻き始め部分の平角線と第2層最終周の平角線との間に一定スペースを確保し相互の干渉を抑制または防止することができ、平角線の破損を防止できる。また、第1層の列替え面を前記ティース絶縁部における長手方向側面に形成しているので、短手方向側面(例えば、実施の形態における短手方向側面21a、21c)に列替え面を形成した場合よりも平角線の傾斜角度を小さくできる。ゆえに、列替えにより生じる平角線の外方への変形を抑制することができ、列替えにより平角線に加わるストレスを低減することができる。このように、巻き太りの主要因となる第1層の列替え面における平角線の変形を抑制することができるので、占積率のさらなる拡大を図ることができる。
また、この発明によれば、第1層の最終列に巻回された平角線を、前記外周側突出部に沿って巻回させることで、第1層の最終列終端から第2層の第1列始端に移行する際の高さ方向の変位を抑制できるので、平角線の高さ方向への膨らみを抑制でき、巻き太りを防止することができる。また、平角線は、第1層の最終列終端から第2層の第1列始端に跨る部位で外周側突出部に保持されるので、かかる部位の平角線が前記ティース絶縁部側に落ち込んで巻乱れが生じることを抑制できる。
また、この発明によれば、列替え面により生じる平角線の変形を各側面に分散できるので、列替えを行う際に生じる変形が累積せず、占積率のさらなる拡大を図ることができる。
図1に示すように、ステータ1は、複数のステータモジュール2を円環状に連結して構成されており、電動機や発電機等の回転電機に用いられる。
各ステータモジュール2は、ヨーク部11とティース部(ティース)12からなるステータコア10と、ステータコア10のティース部12に装着された絶縁ボビン20と、絶縁ボビン20に巻回された平角線50を備えている。
ティース部12は断面略矩形をなし、ヨーク部11の中央から径方向の中心方向に向かって延出しており、ティース部12の先端にはヨーク部11の周方向に延出する延出部13が設けられている。
また、ティース絶縁部21には、前記内周側延出部22との連結部分の隅部(換言すれば、ティース絶縁部21の内周側端部)に、内周側突出部31が設けられている。この内周側突出部31は、内周側延出部に形成されたガイド溝24と同一方向の側面21aにおいて、平角線の導入方向(図4の右隅)と反対側の部位(図4の左隅)に形成されている。この内周側突出部31によって、前記平角線50の第1層第1周目の最終部分をティース絶縁部21の周方向に対して平行に保持する。これについては、図15〜図17を用いて後述する。
まず、1層目の巻回処理について説明する。図7、図8、図9は、前記絶縁ボビンに平角線が1層だけ巻回された状態を示す、図3、図4、図5に相当する側面図である。まず、平角線50は、ガイド溝24から導入され、側面21aの内周側第1列目に巻き始められる(図8参照)。ついで、側面21bの内周側第1列目に巻き付けられ(図9参照)、そのまま側面21cの内周側第1列目へと巻き付けられる。そして、側面21dに巻き付けるときに内周側第1列目から内周側第2列目へと列替えを行う(図7参照)。それから、側面21aに戻って内周側第2列目に巻き付けられる。これらの処理を内周側から外周側に渡って順次繰り返し、第1層の巻回処理が行われる。従って、第1層においては、平角線50が列替えなく並列に掛けられる並列面29−1が側面21a、21b、21cに、平角線50が列を替えるよう斜め掛けされる列替え面28−1が側面21dに形成されている。なお、第1層の終端となる側面21cの外周端部には、外周側突出部32が形成されている。
まず、図13に示すように、外周側突出部を形成せずに、第1層の最終列終端から第2層の第1列始端に平角線50を巻回させると、高さ方向の変位が急激に発生してしまい、また第2層目の第1列始端に移行した平角線が第1層目の高さに落ち込むことを防止するためにテンションをかける必要がある。
これらの図に示すように、内周側突出部31により前記第1層第1周目の最終部分(図11に示す)が保持されるので、第2層最終周の平角線50と第1層巻き始め部分の平角線との間に一定スペースを確保することができ干渉を抑制することができる。特に、図16に示すように、第2層最終周に移行した平角線50と第1層巻き始め部分の平角線50との間に確保される一定スペースが、傾斜状態で保持される第1層第1周目の平角線50の高さ以上となるように、内周側突出部31の高さを設定することで、平角線50の第2層最終周がガイド溝24と重なる位置に移行した部分と第1層巻き始め部分との干渉を防止することができ、これらの部位同士で平角線50が損傷し合うことを防止することができる。
なお、本発明の内容は実施の形態のみに限定されるものでないことはもちろんである。例えば、上述の実施の形態では、列替え面28を長手方向側面21b、21dに交互に形成しているが、これに限らず、短手方向側面21a、21cに形成してもよい。この場合において、前記ティース絶縁部21における各側面21a〜21dに渡って各層の列替え面28を順次形成すると、列替え面28により生じる平角線50の変形を各側面21a〜21dに分散できるので、列替えを行う際に生じる変形が累積せず、占積率のさらなる拡大を図ることができる点で好ましい。また、前記ティース絶縁部21は、矩形筒状としたが、例えば多角形状であってもよい。また、平角線50を内周側延出部22のガイド溝24から導入すると、平角線50を絶縁ボビン20の内周側延出部22の外方から斜めに挿入することができるため、平角線50のティース絶縁部21への導入を容易にすることができ、また、平角線50の第1層第1周目をティース絶縁部21にスムーズに巻回することができる点で好ましいが、ガイド溝24を有さなくても本発明は成立する。
1a…ヨーク
12…ティース部(ティース)
20…絶縁ボビン
21…ティース絶縁部
22…内周側延出部
23…外周側延出部
24…ガイド溝
28…列替え面
29…並列面
31…内周側突出部
32…外周側突出部
50…平角線
Claims (3)
- 円環状のヨークから延出するティースに装着される絶縁ボビンには、前記ティースと前記平角線を絶縁するティース絶縁部と、該ティース絶縁部の内周側端部および外周側端部から前記ヨークの内面に沿ってそれぞれ延出する内周側延出部および外周側延出部とを備え、該内周側延出部のステータ軸方向における一方に、平角線を内周側延出部の外方からティース絶縁部の周方向に対して斜めに案内するガイド溝が設けられ、前記ティース絶縁部に平角線を集中的に整列して巻回するステータにおいて、
前記ティース絶縁部は、
角形筒状をなし、前記ティース絶縁部に前記平角線が複数層に渡って巻回され、
前記内周側延出部と前記ティース絶縁部との連結部分の隅部に設けられ、前記平角線の第1層第1周目の最終部分を前記周方向に対して平行に保持する内周側突出部と、
前記外周側延出部と前記ティース絶縁部との連結部分の隅部に設けられ、前記第1層の最終列終端が配置される側面の前記周方向の全体と、前記平角線の第2層の第1列始端が配置される側面の前記周方向の一部と、に跨るように形成された外周側突出部と、
を備えており、
前記第1層第1周目の前記平角線の高さ以上となるように、前記内周側突出部の高さが設定され、
前記第1層の最終列に巻回された前記平角線を、前記外周側突出部に沿って巻回させ、
各層には、平角線が列を替えるよう斜め掛けされる列替え面と、平角線が列替えなく並列に掛けられる並列面とが形成され、
各層の列替え面の上層または下層には、前記並列面が形成され、
前記各層の列替え面は、前記ティース絶縁部における長手方向両側面に、交互に形成されていることを特徴とするステータ。 - 円環状のヨークから延出するティースに装着される絶縁ボビンには、前記ティースと前記平角線を絶縁するティース絶縁部と、該ティース絶縁部の内周側端部および外周側端部から前記ヨークの内面に沿ってそれぞれ延出する内周側延出部および外周側延出部とを備え、該内周側延出部のステータ軸方向における一方に、平角線を内周側延出部の外方からティース絶縁部の周方向に対して斜めに案内するガイド溝が設けられ、前記ティース絶縁部に平角線を集中的に整列して巻回するステータにおいて、
前記ティース絶縁部は、
角形筒状をなし、前記ティース絶縁部に前記平角線が複数層に渡って巻回され、
前記内周側延出部と前記ティース絶縁部との連結部分の隅部に設けられ、前記平角線の第1層第1周目の最終部分を前記周方向に対して平行に保持する内周側突出部と、
前記外周側延出部と前記ティース絶縁部との連結部分の隅部に設けられ、前記第1層の最終列終端が配置される側面の前記周方向の全体と、前記平角線の第2層の第1列始端が配置される側面の前記周方向の一部と、に跨るように形成された外周側突出部と、
を備えており、
前記第1層第1周目の前記平角線の高さ以上となるように、前記内周側突出部の高さが設定され、
前記第1層の最終列に巻回された前記平角線を、前記外周側突出部に沿って巻回させ、
各層には、平角線が列を替えるよう斜め掛けされる列替え面と、平角線が列替えなく並列に掛けられる並列面とが形成され、
各層の列替え面の上層または下層には、前記並列面が形成され、
前記各層の列替え面は、前記ティース絶縁部における各側面に渡って順次形成されていることを特徴とするステータ。 - 前記第1層の前記列替え面の上層および前記第2層の前記列替え面の下層には、前記並列面が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のステータ。
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