JP5341621B2 - Rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine.
近年、地球温暖化が問題となっており、電気機器や自動車などの省エネルギー化が求められている。例えば日本の全消費電力のうち、モータが消費する電力はおよそ7割程度であると言われており、モータを高効率化することは、省エネルギー化に大きく寄与することができる。 In recent years, global warming has become a problem, and there is a demand for energy saving in electrical equipment and automobiles. For example, it is said that about 70% of the total power consumption in Japan is consumed by the motor, and increasing the efficiency of the motor can greatly contribute to energy saving.
そこで、現在、モータに使用する電線の形状を円形(丸線)ではなく、矩形(平角線)にすることにより、丸線に比べ占積率を向上させ、小型化,高出力密度化を実現している。丸線においては複数本をまとめて巻回しており、端子台との接続においては圧着端子などの接続端子を用いている。 Therefore, the shape of the electric wire used in the motor is now a rectangle (flat wire) instead of a circle (round wire), thereby improving the space factor compared to the round wire and realizing a smaller size and higher output density. doing. A plurality of round wires are wound together and a connection terminal such as a crimp terminal is used for connection to the terminal block.
この接続端子とコイルとの接続方法として、フュージングや抵抗溶接などの方法が知られている(例えば特許文献1)。平角線においても圧着端子などの接続端子を用いることがあるが、平角線は丸線に比べ、寸法が大きいため平角線を円形状に成形することによりコイルをそのまま端子台に接続することができる。 As a method for connecting the connection terminal and the coil, methods such as fusing and resistance welding are known (for example, Patent Document 1). A connection terminal such as a crimp terminal may be used for a flat wire. However, since the flat wire has a larger size than a round wire, the coil can be directly connected to the terminal block by forming the flat wire into a circular shape. .
以前より接続端子とコイルの接続信頼性の問題点として、例えば、脱落の可能性や電気的な接触性というものがあった。しかし、従来技術ではこれらについて十分に考慮されていなかった。 As a problem of connection reliability between the connection terminal and the coil, there has been, for example, the possibility of dropping and electrical contact. However, in the prior art, these were not fully considered.
本発明は、コイルの接続信頼性を向上することにある。 The present invention is to improve the connection reliability of a coil.
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、巻線が巻回されるステータコアと、表面に絶縁皮膜を有し断面形状が矩形であるコイルと、先端部が円形状に成形された口出し線と、を有するステータと、ステータに対して回転空隙を介して回転自在に保持された円筒状のロータと、を有し、口出し線は、その端部が平らな円形状に成形された端子部を有し、当該端子部は、平らに成形された前記円形状の平らな上面および下面の絶縁皮膜が剥離されているとともに、上面および下面とは異なる部位の絶縁皮膜が残されており、複数の並列巻線を有し、前記口出し線が一相あたり複数個備えられており、当該口出し線はそれぞれ重なり合って固定されている回転電機である。
In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted. The present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems. For example, a stator core around which a winding is wound, a coil having an insulating film on the surface and a rectangular cross section, and a tip portion A stator having a lead wire formed into a circular shape, and a cylindrical rotor that is rotatably held with respect to the stator through a rotation gap, and the lead wire has a flat end portion. A circularly shaped terminal part, and the terminal part has a flatly shaped insulating film on the upper and lower surfaces of the circular shape peeled off, and has a portion different from the upper and lower surfaces. An insulating film is left , a plurality of parallel windings are provided, and a plurality of lead wires are provided per phase, and the lead wires are rotating electric machines that are overlapped and fixed .
本発明は、コイルの接続信頼性を向上することができる。 The present invention can improve the connection reliability of a coil.
以下に、本発明に基づくステータを含むモータの実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。 Embodiments of a motor including a stator according to the present invention will be described below. Note that the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may not be repeated.
本実施形態では、固定子鉄心の内周側に開口するように設けられた多数のスロット内にコイルを挿入し、固定子のコイルに交流電流を供給することで、固定子に回転磁界を発生し、この回転磁界により回転子に回転トルクを発生する回転電機が使用されている。これらの回転電機は、例えばかご型回転子を使用した誘導電動機や回転子に永久磁石を有する同期電動機がある。これらの誘導電動機や同期電動機は発電機としても利用できるので両方を含めて、以下回転電機と記す。 In this embodiment, a rotating magnetic field is generated in the stator by inserting a coil into a number of slots provided so as to open to the inner peripheral side of the stator core and supplying an alternating current to the stator coil. A rotating electrical machine that generates rotational torque in the rotor by this rotating magnetic field is used. These rotary electric machines include, for example, an induction motor using a cage rotor and a synchronous motor having a permanent magnet on the rotor. Since these induction motors and synchronous motors can also be used as generators, both of them are referred to as rotating electric machines.
図1は本発明に係る回転電機の一例を示したものである。回転電機は、大別してステータ100とロータ200から構成されている。また、図2は、ステータ100とロータ200を軸方向側から観た図で、該軸方向と直交する方向で断面をとった断面図である。
FIG. 1 shows an example of a rotating electrical machine according to the present invention. The rotating electrical machine is roughly composed of a
ステータ100は、ステータコア101に断面形状が矩形であるコイル102が巻回されており、このコイル102はステータコア101の内周部の軸方向に設けられたスロット内部に挿入されている。このコイル102は多相巻線としての3相巻線である。このコイルはステータコア101の両側に露出するコイルエンドを持っており、コイルエンド部のコイル同士の絶縁を目的としたコイルエンド絶縁物を備えている。ステータ100に電力を供給するため、コイル102と同様にスロット内部に挿入された口出し線103は端子台に接続される。ステータコア101のスロット内部にはステータコア101とコイル102および口出し線103との絶縁を目的としたスロット絶縁物104が設置されている。
In the
ステータコア101は打ち抜いて成形された薄板状の鋼板を積層したものであり、ステータコア101の内周部の軸方向に等ピッチにスロットを備えており、この実施例では72スロットである。その各スロットの内部には例えば紙やフィルムといった0.1〜1mm程度の絶縁物を折り曲げ成形したスロット絶縁物104が設置されている。このスロット絶縁物104はコイルとコアやコイル同士間の直接接触を防止するために設置されるため、コイルとコアまたはコイル同士が直接接しないような形状となっている。
The
コイル102は必要な長さに切断し、U字状に成形された後または成形する前にコイルの両端の絶縁被膜を剥離する。絶縁被膜はカッターあるいは化学薬品を用いて剥離される。ステータコア101の内周部にある各スロット内に設置されたスロット絶縁物104に介装されるように挿入される。
The
本実施例においては一つのスロットの内部に4本のコイル102が挿入されており、挿入する方向はステータコア101に対し軸方向から挿入し、コイル102の絶縁被膜を剥離した部位からスロット内部に挿入される。
In this embodiment, four
コイル102はステータコア101に挿入された後に挿入側コイルとは逆方向に捻り成形され、TIG溶接やプラズマ溶接などにより、それぞれ数ピッチ離れたスロット内部に挿入されたコイル102端末部の絶縁被膜を剥離した部位同士を接合することによってステータコア101に巻回される。
After the
口出し線103は前記コイル102と同材料であり、断面が同寸法のものを用いる。これにより、口出し線103は特別な部品を用いることなく、コイル102は同一部材を用いて製作することができる。
The
先ず、口出し線103を製作するためにコイル102と同一部材を用いて、例えば、図3に示すようにカッター301を持つ治具を用いて必要な長さに切断する。なお、コイルの切断は口出し線103を成形した後、あるいは絶縁被膜402を剥離した後でも良い。
First, in order to manufacture the
上記切断治具はコイル102を切断する治具と同一品でも良く、切断するコイルの長さを変更し、口出し線用のコイルを切断すればよい。
The above-mentioned cutting jig may be the same as the jig for cutting the
次に端子台に固定するために図4の治具を用いて切断したコイル端部を円形状に成形する。円形状に成形する方法としては、例えば、図5に示す円形状のガイド302とこのガイド302に沿って動くピン303を有する治具を用いる。ガイド302とピン303の間に切断したコイルを固定し、ピン303をガイド302に沿って移動させることによりコイルをガイド302に沿って曲げ、円形状の端子部を成形する。成形後の口出し線103を図5に示す。
Next, in order to fix to a terminal block, the coil end part cut | disconnected using the jig | tool of FIG. 4 is shape | molded circularly. As a method of forming into a circular shape, for example, a jig having a
口出し線103の成形された端部において、円形状に成形する際、図6に示すようにコイル先端部に直線部401を残しても良い。これは治具によっては先端形状まで完全に円形状にすることが困難な場合があるため、コイル先端部に直線部が残ってしまっていても構わない。
When the end portion of the
口出し線103の端部を円形状に成形した後、口出し線103の上下2平面の曲線部はコイル102と同様にカッターあるいは化学薬品などにより絶縁皮膜402を全て剥離し、剥離部403を形成する。コイル102を含め、通常、全4平面の絶縁被膜を剥離する工程を上記製造方法を用いることで上下2平面に簡略化することができる。
After the end portion of the
口出し線103の絶縁皮膜の剥離は円形状に成形する前に行っても良く、円形状に成形した口出し線の内周側と外周側の絶縁皮膜は剥離しないことを特徴とする。これは周方向の絶縁被膜を剥離しないことにより、口出し線103と他部品や異物との絶縁性を確保するためである。
The insulation film of the
口出し線103の端部に成形した曲線部だけでなく、図7に示すように曲線部付近の直線部も曲線部外径から2mm程度剥離しても良い。これは、ボルト或いは端子台の導通面と端子部が接触する面積を多くとるためであるが、2mm以上剥離距離を長くしてしまうと、他部品や異物との絶縁性が問題となってくる。
Not only the curved part formed at the end of the
また、円形状に成形し絶縁被膜を剥離した端子部の剥離面積をより大きくしたい場合は、例えば、端子部の上面および下面に対しプレスを行うことにより、図8に示すように端子部を圧延し、プレス前に比べコイル幅を大きくすることができる。これより、ボルト或いは端子台の導通面と絶縁被膜が剥離された端子部の接触する面積をプレスにより圧延する前に比べより大きくすることができる。 Further, when it is desired to increase the peeled area of the terminal part formed into a circular shape and the insulating film is peeled off, the terminal part is rolled as shown in FIG. 8, for example, by pressing the upper and lower surfaces of the terminal part. And coil width can be enlarged compared with before a press. As a result, the area of contact between the conductive surface of the bolt or the terminal block and the terminal portion from which the insulating coating has been peeled can be made larger than before rolling by pressing.
ステータの結線構造において2Y,3Y結線のように並列に複数の巻線を有する回転電機では、前記口出し線103を複数個使用し、端子台など前記口出し線103の端子部を固定する場所で、図9に示すように同相口出し線それぞれの端子部の絶縁皮膜を剥離した部位が重なるように固定することができる。
In the rotating electrical machine having a plurality of windings in parallel like the 2Y and 3Y connections in the stator connection structure, a plurality of the
上記のように成形および剥離した後、口出し線103はコイル102と同様にステータコア101のスロット内部に挿入され、口出し線103端末部も前記コイル102の如く接合される。なお、口出し線103の成形および剥離はスロット内部に挿入された後に行っても良く、口出し線103とコイル102を同時にステータコア101に挿入しても良い。
After forming and peeling as described above, the
コイル102および口出し線103が接合された後、口出し線103は端子台に固定されるが、固定の際は口出し線103の円形状に成形した剥離部分が端子台導通部および固定用ボルトに接触するように固定する。これにより、端子台およびボルトと口出し線103は電気的な接触性を確実に確保するだけでなく、圧着端子などの部品を用いないことから脱落の可能性もない。さらに、口出し線103は端子台およびボルトと接触する部分のみ絶縁被膜を剥離していることから、口出し線103のその他の部位は他部品や異物との絶縁性の効果も得られる。
After the
上記実施例1の口出し線103では、成形した先端形状は円形状であった。実施例2では成形する先端形状を楕円形状とし、端子台との位置合わせの容易化を図る。口出し線105の形状を図10に示す。口出し線105は口出し線103の代わりに実施例1で述べた回転電機に用いることができる。
In the
口出し線105の製造方法は上記図3,図4,図5,図6と同様であるため、説明は省略する。ただし、図5のガイド301部は円形状ではなく楕円形状となっており、これを使用し成形することにより、先端形状が楕円形状の口出し線となる。
Since the manufacturing method of the
先端形状を楕円形状に成形した後、もしくは成形する前にコイルの絶縁被膜を剥離するが、剥離方法および直線部の剥離距離については上記実施例1と同様であるため説明は省略する。 The coil insulating film is peeled off after the tip shape is formed into an elliptical shape or before forming, but the peeling method and the peeling distance of the straight portion are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
ステータの結線構造において2Y,3Y結線のように並列に複数の巻線を有する回転電機では、実施例1と同様に口出し線105を複数個使用し、固定する。固定方法については説明を省略する。
In the rotating electrical machine having a plurality of windings arranged in parallel like the 2Y and 3Y connections in the stator connection structure, a plurality of
上記のように成形および剥離した後、口出し線105をステータコア101に挿入するが、挿入については実施例1と同様であるため説明は省略する。また、プレス等による端子部の圧延についても実施例1と同様であるため説明は省略する。
After forming and peeling as described above, the
コイル102および口出し線105が接合された後、口出し線105は端子台に固定されるが、口出し線105の端子部形状は楕円形状となっているため、端子台との位置合わせが容易となり、製作を容易となる。また、口出し線105も実施例1の口出し線105と同様に絶縁被膜は上下2平面の曲線部のみ剥離するため、端子台との電気的な接触性を確実に確保できるだけでなく、脱落の心配もない。さらに、口出し線105は端子台およびボルトと接触する部分のみ絶縁被膜を剥離していることから、口出し線105のその他の部位は他部品や異物との絶縁性の効果も得られる。
After the
100 ステータ
101 ステータコア
102 コイル
103,105 口出し線
104 スロット絶縁物
200 ロータ
301 カッター
302 ガイド
303 ピン
401 コイル先端直線部
402 絶縁被膜部
403 絶縁被膜剥離部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ステータに対して回転空隙を介して回転自在に保持された円筒状のロータと、を有し、
前記口出し線は、その端部が平らな円形状に成形された端子部を有し、
当該端子部は、平らに成形された前記円形状の平らな上面および下面の絶縁皮膜が剥離されているとともに、前記上面および下面とは異なる部位の絶縁皮膜が残されており、
複数の並列巻線を有し、前記口出し線が一相あたり複数個備えられており、当該口出し線はそれぞれ重なり合って固定されている回転電機。 A stator having a stator core around which the winding is wound, a coil having an insulating film on the surface and a rectangular cross-sectional shape, and a lead wire having a tip formed in a circular shape,
A cylindrical rotor rotatably held with respect to the stator via a rotation gap;
The lead wire has a terminal portion whose end is shaped into a flat circle,
The terminal portion has the insulating film on the flat upper surface and the lower surface formed in a flat shape peeled off, and the insulating film in a portion different from the upper surface and the lower surface remains .
A rotating electrical machine having a plurality of parallel windings, wherein a plurality of lead wires are provided per phase, and the lead wires are overlapped and fixed .
前記コイルは、その端部が平らな楕円形状である回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 1,
The coil is a rotating electrical machine whose end is a flat oval shape.
前記口出し線は、前記コイルを成形したその端部である回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 1,
The lead wire is a rotating electric machine that is an end portion of the coil formed.
前記口出し線は、電力を入力または出力する端子である回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 1,
The lead wire is a rotating electrical machine that is a terminal for inputting or outputting electric power.
前記口出し線の直線部の絶縁皮膜が剥離されている回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 1,
A rotating electrical machine in which an insulating film on a straight portion of the lead wire is peeled off.
前記口出し線端子部を圧延し、端子部の厚さを小さくすることにより幅を大きくし、剥離面積或いは導通面との接触面積を大きくした回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 1,
A rotating electrical machine in which the lead wire terminal portion is rolled and the width is increased by reducing the thickness of the terminal portion to increase the peeled area or the contact area with the conductive surface.
円形状に成形された口出し線端子部の先端に直線部がある回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 1,
A rotating electrical machine with a straight line at the tip of a circular lead wire terminal.
一相あたり複数個備えられた前記口出し線は、端子固定部でそれぞれ絶縁被膜が剥離された部分同士が接触し、固定されている回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 1 ,
The lead wires provided in plural per phase are rotating electric machines in which the portions where the insulating coating is peeled off at the terminal fixing portions are in contact with each other and fixed.
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