JP5525069B2 - Coil member and stator - Google Patents

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Description

本発明は、回転モータ、リニアモータ、発電機などに用いられるコイル部材、および、コイル部材を備えたステータに関する。   The present invention relates to a coil member used for a rotary motor, a linear motor, a generator, and the like, and a stator provided with the coil member.

モータ、発電機、リアクトル、トランスなどに配置されるコイル部材として、複数のコイル線を並列に巻回したものが知られている。特に、最近では、平角線と呼ばれる断面が角形の導線を、上下層に重ねて巻回する構造も提案されてきている。   As a coil member disposed in a motor, a generator, a reactor, a transformer, or the like, a member in which a plurality of coil wires are wound in parallel is known. In particular, recently, a structure has been proposed in which a conducting wire having a rectangular cross section called a flat wire is wound on top and bottom layers.

ところで、上下層に重ねて巻回された2つの導体の長さは異なるので、抵抗にも差が生じる。共通の端子に接続される2つの角形導線の抵抗に差があると、高周波電流に対して電圧差が生じ、循環電流が流れる。この循環電流は、モータの出力には寄与せず、無効な電流となる。   By the way, since the lengths of the two conductors wound on the upper and lower layers are different, there is a difference in resistance. If there is a difference in resistance between the two rectangular conductors connected to the common terminal, a voltage difference occurs with respect to the high-frequency current, and a circulating current flows. This circulating current does not contribute to the output of the motor and becomes an invalid current.

そこで、特許文献1には、その対策としての技術が開示されている。特許文献1では、2本の角形導線(コイル線)をエッジワイズ形状に巻回した分割ステータの構造が開示されている。ここで、相接続される縦巻きコイル間において、一方のステータの内側の角形導線(内側コイル線)が、他方のステータの外側の角形導線(外側コイル線)に接続することが記載されている(同文献の段落[0050]参照)。このように接続することにより、2つのコイル線の電気抵抗のアンバランスを押さえようとしている。   Therefore, Patent Document 1 discloses a technique as a countermeasure. Patent Document 1 discloses a structure of a split stator in which two rectangular conductive wires (coil wires) are wound in an edgewise shape. Here, it is described that a rectangular conductor (inner coil wire) on the inner side of one stator is connected to a rectangular conductor (outer coil wire) on the outer side of the other stator between vertically wound coils that are phase-connected. (See paragraph [0050] of the same document). By connecting in this way, an attempt is made to suppress the unbalance of the electrical resistance of the two coil wires.

特開2005−19618号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-19618

しかしながら、特許文献1の技術では、コイル部材間の端末接続構造が複雑になり、接続作業が困難となる。また、モータ軸長がいたずらに増大するおそれもある。
さらに、特許文献1の構造において、共通の相に属するコイル線の抵抗率差を0とするためには、スロット数(分割ステータ数)が偶数でなければならない。
However, in the technique of Patent Document 1, the terminal connection structure between the coil members becomes complicated, and the connection work becomes difficult. In addition, the motor shaft length may increase unnecessarily.
Furthermore, in the structure of Patent Document 1, the number of slots (number of divided stators) must be an even number in order to set the difference in resistivity of coil wires belonging to a common phase to zero.

本発明の目的は、コイルの構造として、複数層のコイル線を並列に巻回した構造を採りつつ、循環電流を抑制しうるコイル部材、およびこのコイル部材を備えたステータを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a coil member that can suppress a circulating current while adopting a structure in which a plurality of layers of coil wires are wound in parallel as the structure of the coil, and a stator including the coil member. .

本発明のコイル部材は、複数のコイル線が、内層から外層に亘って並列に巻回されたコイル部材であって、
前記複数のコイル線のうち少なくとも2層のコイル線が、全てのコイル線の抵抗値が共通の値に近づくように、途中部位で切断された端部が接合されることで互いの層を交換されている。
この典型的な例は、2層巻きの場合である。この場合、内層コイル線、外層コイル線が、途中部位で、それぞれ外層コイル線、内層コイル線に変換される。
3層巻きの場合は、中間層コイル線は、途中部位で層が変更されず、ずっと中間層である。そして、内層コイル線、外層コイル線が、途中部位で、それぞれ外層コイル線、内層コイル線に変換される。
4層巻きの場合は、第1層、第4層が途中部位で互いの層を変更され、第2層、第3層が途中部位で互いの層を交換される。
5層巻きの場合は、第3層コイル線は、途中部位で層が変更されず、ずっと第3層である。そして、第1層、第5層が途中部位で互いの層を変更され、第2層、第4層が途中部位で互いの層を交換される。
The coil member of the present invention is a coil member in which a plurality of coil wires are wound in parallel from the inner layer to the outer layer,
At least two layers of coil wires among the plurality of coil wires are exchanged with each other by joining ends cut at intermediate points so that the resistance values of all the coil wires approach a common value. Has been.
A typical example is the case of two-layer winding. In this case, the inner layer coil wire and the outer layer coil wire are converted into the outer layer coil wire and the inner layer coil wire, respectively, in the middle part.
In the case of the three-layer winding, the intermediate layer coil wire is not changed in the middle part and is always the intermediate layer. Then, the inner layer coil wire and the outer layer coil wire are converted into the outer layer coil wire and the inner layer coil wire, respectively, in the middle part.
In the case of four-layer winding, the first layer and the fourth layer are changed in the middle part, and the second layer and the third layer are exchanged in the middle part.
In the case of five-layer winding, the third-layer coil wire is the third layer without changing the layer in the middle. Then, the first layer and the fifth layer are changed to each other at an intermediate position, and the second layer and the fourth layer are changed to each other at an intermediate position.

これにより、コイル線の長さに対応した抵抗値の大小関係に応じて、すべてのコイル線の抵抗値が近くなる。よって、各コイル線の抵抗値の差が小さくなり、高周波電流に対し、循環電流が低減され、電流の利用効率が向上する。   Thereby, the resistance values of all the coil wires are close to each other according to the magnitude relationship of the resistance values corresponding to the lengths of the coil wires. Therefore, the difference in resistance value of each coil wire is reduced, the circulating current is reduced with respect to the high-frequency current, and the current utilization efficiency is improved.

また、途中部位で層を交換する形態として、少なくとも2層のコイル線を、途中部位で切断して端部同士を接合する構成とすることで、簡単な処理で、上述の効果を得ることができる。   Moreover, as a form in which the layers are exchanged at a midpoint, at least two coil wires are cut at the midpoint and the ends are joined to each other, so that the above-described effects can be obtained with simple processing. it can.

少なくとも2層のコイル線は、コイルエンド部において互いの層を交換されていることが好ましい。これにより、占積率の低下を抑制することができる。   It is preferable that at least two layers of coil wires are exchanged with each other at the coil end portion. Thereby, the fall of a space factor can be suppressed.

上述のコイル部材をコアに装着したステータは、損失の小さなモータ、発電機、リアクトル、トランスなどの部品として、高い利便性を発揮する。ステータは、分割ステータであってもよいし、一体化されたステータであってもよい。   A stator having the above-described coil member mounted on the core exhibits high convenience as a component such as a motor, a generator, a reactor, or a transformer with a small loss. The stator may be a split stator or an integrated stator.

本発明のコイル部材またはステータによると、複数のコイル線を内層から外層に亘って並列に巻回した構造を採用しつつ、電流の利用効率を高めることができる。   According to the coil member or the stator of the present invention, current utilization efficiency can be improved while adopting a structure in which a plurality of coil wires are wound in parallel from the inner layer to the outer layer.

本発明の実施形態1に係るコイル部材および分割コアの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the coil member which concerns on Embodiment 1 of this invention, and a split core. 実施の形態1に係るステータの概略的な構造を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a stator according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る3相交流モータのステータの平面図である。3 is a plan view of a stator of the three-phase AC motor according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る3相交流モータのステータの等価回路を示す図である。3 is a diagram showing an equivalent circuit of a stator of the three-phase AC motor according to Embodiment 1. FIG. (a)、(b)は、順に、実施の形態2におけるコイル部材の斜視図および分割ステータの断面図である。(A), (b) is the perspective view of the coil member in Embodiment 2, and sectional drawing of a division | segmentation stator in order, respectively. 実施の形態3における分割ステータの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a divided stator in a third embodiment. 実施の形態4における分割ステータの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a divided stator in a fourth embodiment.

(実施の形態1)
−コイル部材およびステータの構造−
図1(a)、(b)は、実施の形態1に係るコイル部材20の形成手順を示す斜視図である。本実施の形態のコイル部材20は、第1、第2コイル線10a、10bを含む多重コイル線10をエッジワイズ状に巻回したものである。多重コイル線10は、第1コイル線10aと第2コイル線10bとの長辺同士を、同一平面上に並べたものである。
(Embodiment 1)
-Structure of coil member and stator-
FIGS. 1A and 1B are perspective views showing a procedure for forming the coil member 20 according to the first embodiment. The coil member 20 of the present embodiment is obtained by winding a multiple coil wire 10 including first and second coil wires 10a and 10b in an edgewise manner. The multiple coil wire 10 is obtained by arranging the long sides of the first coil wire 10a and the second coil wire 10b on the same plane.

まず、図1(a)に示すように、内層と外層とが互いに逆である、第1巻回部20aと第2巻回部20bとを形成する。具体的には、一方を右巻きとすると、他方を左巻きにすればよい。第1巻回部20aは、第1コイル線10aを内側に、第2コイル線10bを外側にして、巻回されている。第2巻回部20bは、第2コイル線10bを内側に、第1コイル線10aを外側にして、巻回されている。第1巻回部20aと第2巻回部20bとは、変換部10zでつながっている。   First, as shown to Fig.1 (a), the 1st winding part 20a and the 2nd winding part 20b whose inner layer and an outer layer are mutually reverse are formed. Specifically, if one is right-handed, the other is left-handed. The first winding portion 20a is wound with the first coil wire 10a on the inside and the second coil wire 10b on the outside. The second winding portion 20b is wound with the second coil wire 10b on the inside and the first coil wire 10a on the outside. The 1st winding part 20a and the 2nd winding part 20b are connected by conversion part 10z.

次に、図1(b)に示すように、第1巻回部20aと第2巻回部20bとを折り曲げて、コイル面同士を合わせる。このとき、第1巻回部20aの第1コイル線10aと第2巻回部20bの第2コイル線10bとが対峙する。また、第1巻回部20aの第2コイル線10bと第2巻回部20bの第1コイル線10aとが対峙する。そして、変換部10zにおいて、多重コイル線10がねじられた状態となっている。   Next, as shown in FIG.1 (b), the 1st winding part 20a and the 2nd winding part 20b are bent, and coil surfaces are match | combined. At this time, the first coil wire 10a of the first winding part 20a and the second coil wire 10b of the second winding part 20b face each other. Further, the second coil wire 10b of the first winding part 20a and the first coil wire 10a of the second winding part 20b face each other. And in the conversion part 10z, the multiple coil wire 10 is the state twisted.

変換部10zにおいて、第1コイル線10aは、内層から外層に変換され、第2コイル線10bは、外層から内層に変換されている。つまり、第1、第2コイル線10a、10bは、コイル部材20の途中部位である変換部10zにおいて、互いに層を変換されている。本実施の形態では、変換部10zは、コイルエンド部の上方に位置している。これにより、占積率の低下を抑制することができる。   In the converter 10z, the first coil wire 10a is converted from the inner layer to the outer layer, and the second coil wire 10b is converted from the outer layer to the inner layer. That is, the layers of the first and second coil wires 10 a and 10 b are converted to each other in the conversion unit 10 z that is an intermediate part of the coil member 20. In the present embodiment, conversion unit 10z is located above the coil end portion. Thereby, the fall of a space factor can be suppressed.

各コイル線10a、10bは、断面がほぼ矩形状の銅線12と、銅線12を被覆する、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド等に代表されるイミド系樹脂からなる被覆膜13とを有している。銅線12の断面寸法は、短辺が約0.95mmで長辺が約2.40mmであり、被覆膜13の厚みは約0.03mmである。   Each of the coil wires 10a and 10b has a copper wire 12 having a substantially rectangular cross section and a coating film 13 made of an imide-based resin typified by polyimide, polyamideimide, polyesterimide, or the like that covers the copper wire 12. doing. The cross-sectional dimensions of the copper wire 12 are about 0.95 mm for the short side and about 2.40 mm for the long side, and the thickness of the coating film 13 is about 0.03 mm.

そして、第1コイル線10aと、第2コイル線10bとは、それぞれ両端の第1外部端子21と、第2外部端子22とにおいて、互いに導通している。つまり、第1コイル線10aと第2コイル線10bとは、電気的に並列に接続されている。   The first coil wire 10a and the second coil wire 10b are electrically connected to each other at the first external terminal 21 and the second external terminal 22 at both ends. That is, the first coil wire 10a and the second coil wire 10b are electrically connected in parallel.

図1(b)に示すように、分割コア51は、ヨーク部51aと、ヨーク部51aからロータ側に突出したティース部51bとを有している。本実施形態では、圧粉コア構造を採用しているが、積層鋼板を用いてもよい。圧粉構造の場合は、ヨーク部51aに、図1に示す破線部分を上下に設けてもよい。
図1(b)には図示されていないが、コイル部材20は、コイル全体をモールドしているモールド樹脂を備えている。そして、モールド樹脂と、分割コア51のティース部51bとを嵌合させて、コイル部材20が分割コア51に取り付けられる。コイル部材20および分割コア51により、分割ステータが構成される。
そのとき、変換部10zは、モールド樹脂40内に埋設されているが、第1外部端子21、第2外部端子22は、モールド樹脂から露出している。
As shown in FIG. 1B, the split core 51 has a yoke portion 51a and a teeth portion 51b protruding from the yoke portion 51a toward the rotor. In this embodiment, although the powder core structure is employ | adopted, you may use a laminated steel plate. In the case of the compacted structure, the broken line portions shown in FIG.
Although not shown in FIG. 1B, the coil member 20 includes a mold resin that molds the entire coil. Then, the coil member 20 is attached to the split core 51 by fitting the mold resin and the tooth portion 51 b of the split core 51. The coil member 20 and the split core 51 constitute a split stator.
At that time, the converter 10z is embedded in the mold resin 40, but the first external terminal 21 and the second external terminal 22 are exposed from the mold resin.

−モータの構造−
図2は、本実施の形態に係るモータのステータ50の概略的な構造を示す断面図である。図2においても、モールド樹脂の表示は省略されている。同図に示すように、ステータ50は、複数の分割コア51を環状に組み合わせた後、図示しないリング部材等を用いて外側から囲み込んで組み付けられる。本実施形態では、コアとして分割コア51を集合させたものを用いているが、コアが分割されずに一体化されたものであってもよい。
-Motor structure-
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic structure of the stator 50 of the motor according to the present embodiment. Also in FIG. 2, the display of the mold resin is omitted. As shown in the figure, the stator 50 is assembled by enclosing a plurality of divided cores 51 in an annular shape and enclosing from the outside using a ring member or the like (not shown). In the present embodiment, a core in which the split cores 51 are assembled is used as the core, but the core may be integrated without being split.

ステータ50の内方には、永久磁石を設けたロータ(図示せず)が配置される。分割コア51は、本実施の形態では、絶縁被膜を有する磁性粉末を圧縮成形して形成されている。ただし、多数の珪素鋼板を樹脂絶縁層を挟んで積層したものであってもよい。
そして、分割コア51のティース部51bには、第1コイル線10aおよび第2コイル線10bを含む多重コイル線10が巻回されている。樹脂は図示されていないが、多重コイル線10は樹脂モールドされている。
A rotor (not shown) provided with permanent magnets is disposed inside the stator 50. In the present embodiment, the split core 51 is formed by compression molding magnetic powder having an insulating coating. However, a large number of silicon steel plates may be laminated with a resin insulating layer interposed therebetween.
The multiple coil wire 10 including the first coil wire 10 a and the second coil wire 10 b is wound around the tooth portion 51 b of the split core 51. Although the resin is not shown, the multiple coil wire 10 is resin-molded.

−バスバーとの接続構造−
図3は、本実施の形態のステータ50であって、3相交流モータのステータ50の平面図である。図4は、3相交流モータのステータ50の等価回路を示す図である。見やすくするために、図3においては、モールド樹脂40の図示を省略している。
図3および図4に示すように、分割コア51のコイル部材20は、U相電力が供給されるもの、V相電力が供給されるもの、およびW相電力が供給されるもの、に分かれて配置される。それぞれの相では、4個のコイル部材20が直列配置され、各コイル部材20の端子は、バスバー32U、32V、32Wによって電気的に接続されている。各相の最も中心側の端部に位置するコイル部材20の第1外部端子21は、各相共通に中性点(基準点)用バスバー33に接続されている。また、直列接続の最も外側に位置するコイル部材20の第2外部端子22は、電源側接続導体31U、31V、31Wに接続されて、インバータモジュール等から変換された交流電力の供給を受ける。
-Connection structure with bus bar-
FIG. 3 is a plan view of the stator 50 of the present embodiment, which is a stator 50 of a three-phase AC motor. FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of the stator 50 of the three-phase AC motor. For ease of viewing, the mold resin 40 is not shown in FIG.
As shown in FIGS. 3 and 4, the coil member 20 of the split core 51 is divided into those supplied with U-phase power, those supplied with V-phase power, and those supplied with W-phase power. Be placed. In each phase, four coil members 20 are arranged in series, and the terminals of each coil member 20 are electrically connected by bus bars 32U, 32V, 32W. The first external terminal 21 of the coil member 20 located at the most central end of each phase is connected to a neutral point (reference point) bus bar 33 in common to each phase. Further, the second external terminal 22 of the coil member 20 located on the outermost side of the series connection is connected to the power supply side connection conductors 31U, 31V, 31W and receives supply of AC power converted from the inverter module or the like.

なお、図3においては、バスバー32U、32V、32Wのみ断面構造を示している。バスバー32U、32V、32Wは、端子部分を除き絶縁膜で被覆されているが、必ずしも絶縁膜で被覆されている必要はない。   In FIG. 3, only the bus bars 32U, 32V, and 32W have a cross-sectional structure. The bus bars 32U, 32V, and 32W are covered with an insulating film except for the terminal portions, but are not necessarily covered with the insulating film.

図4に示すように、第1コイル線10aは、第1コイル線10aの内層では抵抗値r1を、第2コイル線10bの外層では抵抗値r2を有している。ただし、r1<r2とする。つまり、外層においては、内層よりもコイル線が長いので、抵抗値が大きい。
一方、第2コイル線10bは、第1コイル線10aの外層では抵抗値r2を、第2コイル線10bの内層では抵抗値r1を有している。
つまり、第1コイル線10a、第2コイル線10b共に、全体の抵抗値は、r1+r2である。つまり、製造時の巻き径のばらつきや、変換部10zの位置のばらつき等を無視すると、第1、第2コイル線10a、10bの抵抗値はほぼ等しい。このように、第1、第2コイル線10a、10bは、変換部10zにおいて、抵抗値が近づくように(等しくなるように)、互いに層を変換されている。
As shown in FIG. 4, the first coil wire 10a has a resistance value r1 in the inner layer of the first coil wire 10a and a resistance value r2 in the outer layer of the second coil wire 10b. However, r1 <r2. That is, in the outer layer, since the coil wire is longer than the inner layer, the resistance value is large.
On the other hand, the second coil wire 10b has a resistance value r2 in the outer layer of the first coil wire 10a and a resistance value r1 in the inner layer of the second coil wire 10b.
That is, the overall resistance value of both the first coil wire 10a and the second coil wire 10b is r1 + r2. That is, if the variation in the winding diameter at the time of manufacture, the variation in the position of the conversion unit 10z, and the like are ignored, the resistance values of the first and second coil wires 10a and 10b are substantially equal. In this manner, the first and second coil wires 10a and 10b are mutually converted in layers so that the resistance values approach (become equal) in the converter 10z.

−実施の形態の効果−
本実施形態のコイル部材20またはステータ50によると、以下の作用効果が得られる。コイル部材20は、第1コイル線10aおよび第2コイル線10bを内層と外層とにして並列に巻回した構造を有している。そして、第1コイル線10aと第2コイル線10bとは、変換部10zにおいて、互いに層を変換されている。
-Effects of the embodiment-
According to the coil member 20 or the stator 50 of the present embodiment, the following operational effects are obtained. The coil member 20 has a structure in which the first coil wire 10a and the second coil wire 10b are wound in parallel with an inner layer and an outer layer. The first coil wire 10a and the second coil wire 10b are mutually converted in layers in the converter 10z.

このように、第1、第2コイル線10a、10bが並列に巻回され、変換部10z(途中部位で)において、互いに層を変換されている。その結果、図4に示すように、第1コイル線10a、第2コイル線10bの抵抗値は互いにほぼ等しい。よって、高周波電流が流れても、循環電流が抑制され、電流の利用効率を高めることができる。   Thus, the 1st, 2nd coil wire 10a, 10b is wound in parallel, and the layer is mutually converted in the conversion part 10z (in the middle part). As a result, as shown in FIG. 4, the resistance values of the first coil wire 10a and the second coil wire 10b are substantially equal to each other. Therefore, even if a high-frequency current flows, the circulating current is suppressed and the current use efficiency can be increased.

また、特許文献1のように、ある分割ステータ51の第1コイル線10aを他の分割ステータ51の第2コイル線10bに接続する場合、図4に示すような簡素な構造とはならない。つまり、図4に示す第1コイル線10aと第2コイル線10bとが、1つの相内の全てのコイル部材を通じて、2つの並列回路に分かれる。したがって、各分割ステータ51間を結ぶバスバー32U、32V、32Wがそれぞれ2本ずつ必要である。そのために、図3に示す各端子21a、21b、22a、22bとバスバー32U、32V、32Wとの接続構造が複雑で、接続作業が困難となる。また、モータ軸長が増大することにより、モータ効率がかえって悪化するおそれもある。   Further, as in Patent Document 1, when the first coil wire 10a of a certain split stator 51 is connected to the second coil wire 10b of another split stator 51, the simple structure as shown in FIG. That is, the first coil wire 10a and the second coil wire 10b shown in FIG. 4 are divided into two parallel circuits through all the coil members in one phase. Therefore, two bus bars 32U, 32V, and 32W that connect the divided stators 51 are required. Therefore, the connection structure of each terminal 21a, 21b, 22a, 22b and bus bar 32U, 32V, 32W shown in FIG. 3 is complicated, and connection work becomes difficult. Further, when the motor shaft length increases, the motor efficiency may be deteriorated.

それに対し、本実施の形態では、各コイル部材20内で第1コイル線10aと第2コイル線10bとが各外部端子21、22で導通している。したがって、コイル部材20は、直列接続されている(図4参照)。したがって、各分割コア51間を電気的に接続するバスバーは1本ずつでよく、バスバー構造が簡素である。具体的には、図3に示す端子21、22および変換部10zは、モールド樹脂40内に埋設することができる。そして、中性点(基準点)用バスバー33を除くと、各分割コア51のコイル部材20間を接続するバスバー32U、32V、32Wが1本だけでよい。したがって、バスバーと端子との接続作業も容易である。   On the other hand, in the present embodiment, the first coil wire 10 a and the second coil wire 10 b are electrically connected to each other through the external terminals 21 and 22 in each coil member 20. Therefore, the coil member 20 is connected in series (see FIG. 4). Therefore, only one bus bar is required to electrically connect the divided cores 51, and the bus bar structure is simple. Specifically, the terminals 21 and 22 and the converter 10z shown in FIG. 3 can be embedded in the mold resin 40. Excluding the neutral point (reference point) bus bar 33, only one bus bar 32U, 32V, 32W connecting the coil members 20 of the divided cores 51 is required. Therefore, the connection work between the bus bar and the terminal is also easy.

また、特許文献1の構造では、共通の相に属する2系列のコイル線の抵抗率差を0とするためには、共通の相に属するコイル部材20(分割ステータ51)の数が偶数でなければならない。
それに対し、本実施の形態では、コイル部材20の個数に拘わらず、コイル部材20内における第1、第2コイル線10a、10bの抵抗値差がほぼ0になる。よって、モータ等の種類や構造に応じた最適な数のスロット数に設計することができる。すなわち、分割ステータの構造を有するものでは、最適な分割ステータ数(コイル部材数)に、設計することができる。
Further, in the structure of Patent Document 1, in order to make the resistivity difference between two series of coil wires belonging to a common phase zero, the number of coil members 20 (divided stators 51) belonging to a common phase must be an even number. I must.
In contrast, in the present embodiment, regardless of the number of coil members 20, the difference in resistance value between the first and second coil wires 10a and 10b in the coil member 20 is substantially zero. Therefore, it is possible to design the optimum number of slots according to the type and structure of the motor and the like. In other words, the one having the structure of the split stator can be designed to have an optimal number of split stators (number of coil members).

(実施の形態2)
図5(a)〜(b)は、実施の形態2におけるコイル部材20の形成手順を示す斜視図である。図5(a)〜(b)において、実施の形態1と同じ部材については、同じ符号を付して説明を省略する。
まず、図5(a)に示すように、第1コイル線10aを内層に、第2コイル線10bを外層にした第1巻回部20aを準備する。また、第1コイル線10aを外層に、第2コイル線10bを内層にした第2巻回部20bを準備する。ただし、この段階では、第1コイル線10aと第2コイル線10bとは、互いに同じ構造を有している。
(Embodiment 2)
FIGS. 5A to 5B are perspective views showing a procedure for forming the coil member 20 in the second embodiment. 5 (a) to 5 (b), the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
First, as shown in FIG. 5A, a first winding portion 20a is prepared in which the first coil wire 10a is an inner layer and the second coil wire 10b is an outer layer. In addition, a second winding portion 20b is prepared in which the first coil wire 10a is an outer layer and the second coil wire 10b is an inner layer. However, at this stage, the first coil wire 10a and the second coil wire 10b have the same structure.

次に、図5(b)に示すように、第1巻回部20aと第2巻回部20bとを一体化する。そして、各コイル20a、20bの切断部分同士を合わせる。   Next, as shown in FIG.5 (b), the 1st winding part 20a and the 2nd winding part 20b are integrated. Then, the cut portions of the coils 20a and 20b are aligned.

そして、図5(b)に示すように、第1コイル線10a同士を第1変換部10z1において接続する。また、第2コイル線10b同士を第2変換部10z2において、TIG溶接等により、接合する。つまり、第1、第2変換部10z1、10z2を含む変換部10zにおいて、第1、第2コイル線10a、10bの内層、外層が変換されている。   Then, as shown in FIG. 5B, the first coil wires 10a are connected to each other at the first converter 10z1. Further, the second coil wires 10b are joined to each other by TIG welding or the like in the second conversion portion 10z2. That is, the inner and outer layers of the first and second coil wires 10a and 10b are converted in the converter 10z including the first and second converters 10z1 and 10z2.

上記実施の形態2では、変換部10zは、TIG溶接等の溶接により形成されているが、ろう付けなど、他の方法によって接合することもできる。   In the second embodiment, the conversion portion 10z is formed by welding such as TIG welding, but can be joined by other methods such as brazing.

本実施の形態においても、モータのステータ50の概略的な構造は、図2に示すとおりである。また、ステータ50の平面構造および等価回路は、図3および図4に示すとおりである。   Also in the present embodiment, the schematic structure of the stator 50 of the motor is as shown in FIG. The planar structure and equivalent circuit of the stator 50 are as shown in FIGS.

本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、第1コイル線10a、第2コイル線10bの抵抗値は、ほぼ等しい。よって、実施の形態1と同じ効果を発揮することができる。加えて、本実施の形態では、第1巻回部20aと第2巻回部20bとを同じ構造にすることができる利点がある。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the resistance values of the first coil wire 10a and the second coil wire 10b are substantially equal. Therefore, the same effect as Embodiment 1 can be exhibited. In addition, the present embodiment has an advantage that the first winding part 20a and the second winding part 20b can have the same structure.

(実施の形態3)
図6は、実施の形態3における分割ステータの断面図である。同図においては、モールド樹脂の図示が省略されている。図6において、実施の形態1と同じ部材については、同じ符号を付して、説明を省略する。
本実施の形態では、第1コイル線10aと第2コイル線10bとは、フラットワイズ状に巻回されている。
図6においては、理解を容易にするために、この断面には存在しない変換部10zが表示されている。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a cross-sectional view of the split stator in the third embodiment. In the figure, illustration of the mold resin is omitted. In FIG. 6, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the present embodiment, the first coil wire 10a and the second coil wire 10b are wound in a flatwise shape.
In FIG. 6, for easy understanding, a conversion unit 10 z that does not exist in this cross section is displayed.

本実施の形態においても、第1コイル線10aは、変換部10zにおいて、内層から外層に変換されている。また、第2コイル線10bは、変換部10zにおいて、外層から内層に変換されている。つまり、変換部10zにおいて、第1、第2コイル線10a、10bは、互いの層を交換されている。
なお、図示されていないが、各コイル線10a、10bは、両端の外部端子(21、22)において、互いに導通している。
本実施の形態においても、モータのステータ50の概略的な構造は、図2に示すとおりである。また、ステータ50の平面構造および等価回路は、図3および図4に示すとおりである。
Also in the present embodiment, the first coil wire 10a is converted from the inner layer to the outer layer in the converter 10z. The second coil wire 10b is converted from the outer layer to the inner layer in the converter 10z. That is, in the conversion unit 10z, the first and second coil wires 10a and 10b are exchanged with each other.
Although not shown, the coil wires 10a and 10b are electrically connected to each other at the external terminals (21 and 22) at both ends.
Also in the present embodiment, the schematic structure of the stator 50 of the motor is as shown in FIG. The planar structure and equivalent circuit of the stator 50 are as shown in FIGS.

本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、第1コイル線10a、第2コイル線10bの抵抗値は、ほぼ等しい。よって、実施の形態1と同じ効果を発揮することができる。加えて、本実施の形態では、フラットワイズ状に巻回することにより、巻回時の変形に要する応力を低減することができる。つまり、コイル部材20の形成が容易となる。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the resistance values of the first coil wire 10a and the second coil wire 10b are substantially equal. Therefore, the same effect as Embodiment 1 can be exhibited. In addition, in this embodiment, the stress required for deformation at the time of winding can be reduced by winding in a flatwise shape. That is, the coil member 20 can be easily formed.

(実施の形態4)
図7は、実施の形態3における分割ステータの断面図である。同図においては、モールド樹脂の図示が省略されている。図7において、実施の形態1と同じ部材については、同じ符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a cross-sectional view of the divided stator in the third embodiment. In the figure, illustration of the mold resin is omitted. In FIG. 7, the same members as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施の形態では、第1コイル線10aと第2コイル線10bとに加えて、第3コイル線10cが存在する。つまり、3つのコイル線10a、10c、10bが内側から順に重ねられて、エッジワイズ状に巻回されている。そして、第1コイル線10aは、変換部10zにおいて、内層から外層に変換されている。また、第2コイル線10bは、変換部10zにおいて、外層から内層に変換されている。一方、第3コイル線10cは、ずっと、中間層のままである。つまり、変換部10zにおいて、第1、第2コイル線10a、10bは、互いの層を交換され、第3コイル線10cは、層を変換されていない。
なお、図示されていないが、各コイル線10a〜10cは、両端の外部端子(21、22)において、互いに導通している。
In the present embodiment, there is a third coil wire 10c in addition to the first coil wire 10a and the second coil wire 10b. That is, the three coil wires 10a, 10c, and 10b are overlapped in order from the inside and wound in an edgewise manner. The first coil wire 10a is converted from the inner layer to the outer layer in the converter 10z. The second coil wire 10b is converted from the outer layer to the inner layer in the converter 10z. On the other hand, the third coil wire 10c remains as an intermediate layer. That is, in the conversion unit 10z, the first and second coil wires 10a and 10b have their layers exchanged, and the third coil wire 10c has not been converted in layer.
In addition, although not shown in figure, each coil wire 10a-10c is mutually connected in the external terminal (21, 22) of both ends.

本実施の形態においても、モータのステータ50の概略的な構造は、図2に示すとおりである。また、ステータ50の平面構造および等価回路は、図3および図4に示すとおりである。ただし、図4の部分拡大図に示す構造においては、3本のコイル線10a〜10cが、並列に接続されることになる。   Also in the present embodiment, the schematic structure of the stator 50 of the motor is as shown in FIG. The planar structure and equivalent circuit of the stator 50 are as shown in FIGS. However, in the structure shown in the partially enlarged view of FIG. 4, the three coil wires 10a to 10c are connected in parallel.

本実施の形態において、変換部10zから端部までの内層、中間層、外層のコイル線の抵抗値をr1、r3、r2とする。このとき、r1<r3<r2である。すると、第1、第2、第3コイル線10a、10b、10cのコイル部材20における抵抗値は以下の通りである。
第1コイル線10aの抵抗値:r1+r2
第2コイル線10bの抵抗値:r1+r2
第3コイル線10cの抵抗値:2×r3
In the present embodiment, the resistance values of the coil wires in the inner layer, the intermediate layer, and the outer layer from the conversion unit 10z to the end are r1, r3, and r2. At this time, r1 <r3 <r2. Then, the resistance value in the coil member 20 of the 1st, 2nd, 3rd coil wire 10a, 10b, 10c is as follows.
Resistance value of the first coil wire 10a: r1 + r2
Resistance value of second coil wire 10b: r1 + r2
Resistance value of third coil wire 10c: 2 × r3

第1コイル線10aと第2コイル線10bとの抵抗値はほぼ等しい。一方、r3はr1とr2の中間的な値である。よって、第1、第2コイル線10a、10bと第3コイル線10cとの抵抗値は、厳密に等しいとはいえないが、近似的には等しい。   The resistance values of the first coil wire 10a and the second coil wire 10b are substantially equal. On the other hand, r3 is an intermediate value between r1 and r2. Therefore, the resistance values of the first and second coil wires 10a and 10b and the third coil wire 10c are not exactly equal, but are approximately equal.

本実施の形態によると、第1〜第3コイル線10a〜10cのコイル部材20における抵抗値は近似的に等しくなる。よって、3層以上のコイル線を巻回した構造においても、実施の形態1と同様の効果を発揮することができる。   According to the present embodiment, the resistance values of the first to third coil wires 10a to 10c in the coil member 20 are approximately equal. Therefore, even in a structure in which three or more layers of coil wires are wound, the same effect as in the first embodiment can be exhibited.

(他の実施の形態)
上記各実施の形態では、コア50を多数の分割コア51に分割した構造を採用したが、複数の分割コア51が一体化されたものであってもよい。
(Other embodiments)
In each of the above-described embodiments, a structure in which the core 50 is divided into a large number of divided cores 51 is employed, but a plurality of divided cores 51 may be integrated.

上記各実施の形態では、各コイル線10a〜10cの断面形状をほぼ矩形状としたが、円形やその他の形状であってもよい。   In each of the above embodiments, the cross-sectional shape of each of the coil wires 10a to 10c is substantially rectangular, but it may be circular or other shapes.

上記各実施の形態では、コイル部材20として、樹脂でモールドされたカセットコイル構造を採用しているが、本発明は掛かる実施の形態に限定されるものではない。ただし、カセットコイル構造を採用することにより、モジュール化された部材を利用して、組立や商品化の便宜を図ることができる。   In each of the above embodiments, a cassette coil structure molded with a resin is employed as the coil member 20, but the present invention is not limited to the above embodiment. However, by adopting a cassette coil structure, it is possible to use a modularized member for convenience of assembly and commercialization.

上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。   The structure of the embodiment of the present invention disclosed above is merely an example, and the scope of the present invention is not limited to the scope of these descriptions. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.

本発明のコイル部材およびステータは、産業用モータ、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車、ロボットなどに配置されるモータ(リニアモータを含む)、発電機、リアクトル、トランスなどに利用することができる。   The coil member and the stator of the present invention can be used for motors (including linear motors), generators, reactors, transformers, and the like disposed in industrial motors, hybrid vehicles, electric vehicles, fuel cell vehicles, robots, and the like. .

10 多重コイル線
10a 第2コイル線
10b 第1コイル線
10c 第3コイル線
10z 変換部
12 銅線
13 被覆膜
20 コイル部材
20a 第1巻回部
20b 第2巻回部
21 第1外部端子
22 第2外部端子
31U、31V、31W 電源側接続導体
32U、32V、32W バスバー
33 中性点用バスバー
50 ステータ
51 分割コア
51a ヨーク部
51b ティース部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Multiple coil wire 10a 2nd coil wire 10b 1st coil wire 10c 3rd coil wire 10z Conversion part 12 Copper wire 13 Coating film 20 Coil member 20a 1st winding part 20b 2nd winding part 21 1st external terminal 22 2nd external terminal 31U, 31V, 31W Power supply side connection conductor 32U, 32V, 32W Bus bar 33 Bus bar for neutral point 50 Stator 51 Divided core 51a Yoke part 51b Teeth part

Claims (3)

複数のコイル線が、内層から外層に亘って並列に巻回されたコイル部材であって、
前記複数のコイル線のうち少なくとも2層のコイル線が、全てのコイル線の抵抗値が共通の値に近づくように、途中部位で切断された端部が接合されることで互いの層を交換されている、コイル部材。
A plurality of coil wires are coil members wound in parallel from the inner layer to the outer layer,
At least two layers of coil wires among the plurality of coil wires are exchanged with each other by joining ends cut at intermediate points so that the resistance values of all the coil wires approach a common value. A coil member.
前記少なくとも2層のコイル線は、コイルエンド部において互いの層を交換されている、請求項1に記載のコイル部材。   The coil member according to claim 1, wherein the layers of the at least two layers of coil wires are exchanged at a coil end portion. 請求項1又は2に記載のコイル部材と、
前記コイル部材が装着されるコアと、
を備えているステータ。
The coil member according to claim 1 or 2,
A core on which the coil member is mounted;
Stator with.
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