JP6924299B2 - 結線フレーム、モーターステータ、及び結線方法 - Google Patents

結線フレーム、モーターステータ、及び結線方法 Download PDF

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Description

本発明は、結線フレーム、特に前記結線フレームを有するモーターステータ、及び前記結線フレームを用いる結線方法に関する。
三相モーターは、価格が低く、構造、メンテナンスが簡単である等の利点を有するため、産業分野で広く使用されている。三相モーターは、ケース、ケース内に固設されるモーターステータ、及びモーターステータ内に回転可能に設けられるモーター転子を有する。モーターステータは、コア及び複数のコイル巻線を有する。コアは、複数のケイ素鋼板及び複数のI字型柱を有する。前記ケイ素鋼板を積層、接続することで、一定の厚さを有する円環状中空柱体を形成する。前記I字型柱は、円環状中空柱体の内周側に凸設し、且つ円環状中空柱体の内周側に沿って間隔を置いて設ける。各絶縁ワイヤ(即ち、エナメル線)を2本のI字型柱に巻き回すことで、コイル巻線を形成する。ステータにおいて、合計12本のコイル巻線が対称に分布している。前記コイル巻線は、位相によって3つのアッセンブリに分けられ、即ち、位相がU相である4つのコイル巻線が1つのアッセンブリとなり、位相がV相である4つのコイル巻線が1つのアッセンブリとなり、そして、位相がW相である4つのコイル巻線が1つのアッセンブリとなる。3つのアッセンブリのコイル巻線をY結線又はΔ結線にして、さらに三相電源に接続する。三相モーターステータに対して平衡三相電源を入力すると、特定の大きさを有する回転磁場を誘起させることで、転子の回転を駆動させる。
三相Y結線の場合、全てのコイル巻線の複数の第2巻線が1箇所に集中している。前記箇所を中性点と称する。前記中性点から接続する場合、このような系を三相4線系と称する。三相Δ結線の場合、全てのコイル巻線の複数の第1巻線及び複数の第2巻線は、それぞれ先端と末端で接続される。このような中性点が存在しない系を三相3線系と称する。いずれかの接続方法においても、最後に各アッセンブリの前記コイル巻線における前記第1巻線を電源に接続しなければならない。
しかしながら、全てのコイル巻線の前記第1巻線の間にスペーサーがないので、異なる位相の前記コイル巻線の前記第1巻線が互いに接触する恐れがある。
なお、作業員の不注意によって異なる位相のコイル巻線の前記第1巻線を結線する可能性がある。
また、各アッセンブリの前記コイル巻線の前記第1巻線が絡み合う可能性がある。
公知の結線方法として、人工により全てのコイル巻線の前記第1巻線をそれぞれ公知のモーターステータの結線装置の対応の導電接続部のソケット穴を通り抜けると共に、3つの電源コードをそれぞれ公知のモーターステータの結線装置の3つの電源入力部のソケット穴を通り抜ける。
公知のモーターステータの結線装置及び結線方法には下記の問題点がある。
1.公知の結線装置の構造が非常に複雑であるため、結線工程が困難であり、直感的な操作又は自動化によって結線できない。また、人工作業ではミスが生じ易い。
2.製造のコストが高くて生産し難い。そのため、三相モーターにしか適用できず、四相、五相、六相…等の多相モーターに適用できない。たとえ公知のモーターステータの結線装置及び結線方法によって四相、五相、六相…等の多相モーターを制作としても、その構造が非常に複雑となり、体積と重量の増大を招く。
本発明の主な目的は、結線フレーム及び前記結線フレームを有するモーターステータを提供する。本発明の結線フレームの構造が簡単であり、1組の成形金型を利用して射出成形できるため、製造コストを低減できる。
本発明の他の目的は、結線フレーム及び前記結線フレームを用いる結線方法を提供する。その特徴としては、結線フレームに設けられる溝部に対応する通路によって、異なる位相のコイル巻線の複数の第1巻線は、それぞれ異なる高さ位置から対応の通路を通って対応の溝部に延伸される。それによって、異なる位相のコイル巻線の複数の第1巻線が互いに絡み合うことを避ける。
本発明のもう1つの目的は、結線フレーム及び前記結線フレームを用いる結線方法を提供する。その特徴としては、異なる位相のコイル巻線の複数の第1巻線は、それぞれ対応の溝部内に延伸される。そのため、異なる位相のコイル巻線の複数の第1巻線が互いに接触することを避ける。よって、良好な絶縁効果をもたらす。
本発明のもう1つの目的は、結線フレーム及び前記結線フレームを用いる結線方法を提供する。その特徴としては、同じ位相のコイル巻線の複数の第1巻線は、互いに同じ溝部内に重なり合う。そのため、同じ位相のコイル巻線の複数の第1巻線が互いに絡み合うことを避ける。さらに、第1巻線が同じ高さ位置で延伸して互いに妨害することを避ける。
本発明のもう1つの目的は、結線フレーム及び前記結線フレームを用いる結線方法を提供する。その特徴としては、結線フレームの構造によれば、結線工程が簡単となり、結線の自動化が可能となる。
本発明のもう1つの目的は、結線フレーム及び前記結線フレームを用いる結線方法を提供する。その特徴としては、全てのコイル巻線の複数の第1巻線は、溝部に入ってから最短距離で集中箇所に延伸される。
本発明のもう1つの目的は、三相、四相、五相、六相…等の多相モーターに適用できる結線フレーム、及び前記結線フレームを用いる結線方法を提供する。
本発明のもう1つの目的は、結線フレーム及び前記結線フレームを用いる結線方法を提供する。その特徴としては、全てのコイル巻線の複数の第2巻線が乱れなくて固定される。
本発明のもう1つの目的は、結線フレーム及び前記結線フレームを用いる結線方法を提供する。その特徴としては、全てのコイル巻線の複数の第1巻線が溝部から脱出することを防止する。
本発明のもう1つの目的は、結線フレーム及び前記結線フレームを用いる結線方法を提供する。その特徴としては、全てのコイル巻線の複数の第1巻線が押されて曲がることを防止する。
前記目的を達成するために、本発明の結線フレームは、複数の溝部及び複数の通路セットを有する。前記溝部は、少なくとも第1溝部、第2溝部、及び第3溝部を有する。第1溝部、第2溝部、及び第3溝部は、順に結線フレームの内側から外側に同軸に巻き回されて設けられ、それぞれ結線フレームの軸方向に沿って延伸される。第1溝部、第2溝部、及び第3溝部の底端の高さ位置が異なる。各通路セットは、少なくとも第1通路、第2通路、及び第3通路を有する。前記第1通路は、それぞれ結線フレームの外側壁から第1溝部に貫通され、前記第2通路は、それぞれ結線フレームの外側壁から第2溝部に貫通され、前記第3通路は、それぞれ結線フレームの外側壁から第3溝部に貫通される。
好ましくは、前記通路セットは、順に結線フレームの円周方向に沿って間隔を置いて設けられる。各通路セットの第3通路、第1通路、及び第2通路は、順に結線フレームの円周方向に沿って間隔を置いて設けられる。
好ましくは、前記溝部の底端の高さ位置が異なる。前記溝部の数は、各通路セットの全ての通路の数と等しい。各通路セットの全ての通路は、それぞれ結線フレームの外側壁から前記溝部に貫通される。
好ましくは、各第1通路は、結線フレームの外側壁から第1溝部の集中箇所の方向に第1溝部に貫通される。各第2通路は、結線フレームの外側壁から第2溝部の集中箇所の方向に第2溝部に貫通される。各第3通路は、結線フレームの外側壁から第3溝部の集中箇所の方向に第3溝部に貫通される。
好ましくは、前記結線フレームは、前記結線フレームの前記外側壁に間隔を置いて設けられる複数の固定部を更に有する。
前記目的を達成するために、本発明のモーターステータは、前記結線フレーム及びコアを有する。コアは、複数の第1コイル巻線、複数の第2コイル巻線、及び複数の第3巻線を有する。前記第1コイル巻線、前記第2コイル巻線、及び前記第3コイル巻線は、それぞれ第1巻線及び第2巻線を有する。結線フレームは、コアの上方に設けられる。前記第1コイル巻線の前記第1巻線は、それぞれ前記第1通路を通って、第1溝部に沿って第1溝部の集中箇所に延伸される。前記第2コイル巻線の前記第1巻線は、それぞれ前記第2通路を通って、第2溝部に沿って第2溝部の集中箇所に延伸される。前記第3コイル巻線の前記第1巻線は、それぞれ前記第3通路を通って、第3溝部に沿って第3溝部の集中箇所に延伸される。
好ましくは、前記通路セットは、順に結線フレームの円周方向に沿って間隔を置いて設けられる。各通路セットの第3通路、第1通路、及び第2通路は、順に結線フレームの円周方向に沿って間隔を置いて設けられる。
好ましくは、前記溝部の底端の高さ位置が異なる。前記溝部の数は、各通路セットの全ての通路の数と等しい。各通路セットの全ての通路は、それぞれ結線フレームの外側壁から前記溝部に貫通される。
好ましくは、各第1通路は、結線フレームの外側壁から第1溝部の集中箇所の方向に第1溝部に貫通される。各第2通路は、結線フレームの外側壁から第2溝部の集中箇所の方向に第2溝部に貫通される。各第3通路は、結線フレームの外側壁から第3溝部の集中箇所の方向に第3溝部に貫通される。
好ましくは、結線フレームは、結線フレームの外側壁に間隔を置いて設けられる複数の固定部を更に有する。前記第1コイル巻線の前記第2巻線、前記第2コイル巻線の前記第2巻線、及び前記第3コイル巻線の前記第2巻線は、それぞれ前記固定部に固定される。
好ましくは、前記モーターステータは、結線フレームの外側に巻き回されて設けられる中性線を更に有する。中性線の外側は、前記第1コイル巻線の前記第2巻線の内側、前記第2コイル巻線の前記第2巻線の内側、及び前記第3コイル巻線の前記第2巻線の内側に固定される。
好ましくは、前記モーターステータは、結線フレームに設けられ、第1溝部、第2溝部、及び第3溝部を密封するためのカバー体を更に有する。
好ましくは、前記第1コイル巻線の前記第2巻線、前記第2コイル巻線の前記第2巻線、及び前記第3コイル巻線の前記第2巻線は曲げられて互いに接続されることで、回路を形成する。
前記目的を達成するために、本発明のモーターステータの結線方法は、
(a)モーターステータのコアの複数の第1コイル巻線の複数の第1巻線をそれぞれ結線フレームの複数の第1通路を通って、結線フレームの第1溝部に沿って第1溝部の集中箇所に延伸する工程と、
(b)モーターステータのコアの複数の第2コイル巻線の複数の第1巻線をそれぞれ結線フレームの複数の第2通路を通って、結線フレームの第2溝部に沿って第2溝部の集中箇所に延伸する工程と、
(c)モーターステータのコアの複数の第3コイル巻線の複数の第1巻線をそれぞれ結線フレームの複数の第3通路を通って、結線フレームの第3溝部に沿って第3溝部の集中箇所に延伸する工程とを有し、
第1溝部、第2溝部、及び第3溝部は、順に結線フレームの内側から外側に同軸に巻き回されて設けられ、それぞれ結線フレームの軸方向に沿って延伸される。第1溝部、第2溝部、及び第3溝部の底端の高さ位置が異なる。
好ましくは、結線フレームは、順に結線フレームの円周方向に沿って間隔を置いて設けられる複数の通路セットを有する。各通路セットは、少なくとも第1通路、第2通路、及び第3通路を有する。各通路セットの第3通路、第1通路、及び第2通路は、順に結線フレームの円周方向に沿って間隔を置いて設けられる。
好ましくは、前記溝部の底端の高さ位置が異なる。前記溝部の数は、各通路セットの全ての通路の数と等しい。各通路セットの全ての通路は、それぞれ結線フレームの外側壁から前記溝部に貫通される。
好ましくは、各第1通路は、結線フレームの外側壁から第1溝部の集中箇所の方向に第1溝部に貫通される。各第2通路は、結線フレームの外側壁から第2溝部の集中箇所の方向に第2溝部に貫通される。各第3通路は、結線フレームの外側壁から第3溝部の集中箇所の方向に第3溝部に貫通される。
好ましくは、工程(a)は、
前記第1コイル巻線の前記第1巻線をそれぞれ結線フレームの前記第1通路を通って、結線フレームの第1溝部に延伸する工程と、
モーターステータを回転することで、前記第1コイル巻線の前記第1巻線を結線フレームの第1溝部に沿って結線フレームの第1溝部の集中箇所に延伸する工程と、
前記第1コイル巻線の前記第1巻線を移動すると共に、前記第1コイル巻線の前記第1巻線を結線フレームの外部に延伸する工程とを更に有する。
工程(b)は、
複数の前記第2コイル巻線の前記第1巻線をそれぞれ結線フレームの前記第2通路を通って、結線フレームの第2溝部に延伸する工程と、
モーターステータを回転することで、前記第2コイル巻線の前記第1巻線を結線フレームの第2溝部に沿って結線フレームの第2溝部の集中箇所に延伸する工程と、
前記第2コイル巻線の前記第1巻線を移動すると共に、前記第2コイル巻線の前記第1巻線を結線フレームの外部に延伸する工程とを更に有する。
工程(c)は、
複数の前記第3コイル巻線の前記第1巻線をそれぞれ結線フレームの前記第3通路を通って、結線フレームの第3溝部に延伸する工程と、
モーターステータを回転することで、前記第3コイル巻線の前記第1巻線を結線フレームの第3溝部に沿って結線フレームの第3溝部の集中箇所に延伸する工程と、
前記第3コイル巻線の前記第1巻線を移動すると共に、前記第3コイル巻線の前記第1巻線を結線フレームの外部に延伸する工程とを更に有する。
好ましくは、前記モーターステータの結線方法は、
(d)前記第1コイル巻線の複数の第2巻線、前記第2コイル巻線の複数の第2巻線、及び前記第3コイル巻線の複数の第2巻線をそれぞれ結線フレームの複数の固定部に固定する工程を更に有する。
好ましくは、前記モーターステータの結線方法は、
(e)中性線を結線フレームの外側に巻き回して配置し、中性線の外側を前記第1コイル巻線の複数の第2巻線の内側、前記第2コイル巻線の複数の第2巻線の内側、及び前記第3コイル巻線の複数の第2巻線の内側に固定する工程を更に有する。
好ましくは、前記モーターステータの結線方法は、
(f)第1溝部、第2溝部、及び第3溝部を密封するためのカバー体を結線フレームに設ける工程を更に有する。
好ましくは、前記モーターステータの結線方法は、
(g)前記第1コイル巻線の複数の第2巻線、前記第2コイル巻線の複数の第2巻線、及び前記第3コイル巻線の複数の第2巻線を曲げて互いに接続することで、回路を形成する工程を更に有する。
本発明の効果は、本発明の結線フレームの構造が非常に簡単で、1組の成形金型を利用して結線フレームを射出成形できるため、金型の製造コストが低く、より容易に結線フレームを製造できる。よって、製造コストをより低減できる。
また、本発明の結線フレームの全ての溝部の底端の高さが異なるため、異なる位相のコイル巻線の前記第1巻線は、それぞれ異なる高さ位置から異なる通路を通って、異なる溝部に延伸される。それによって、異なる位相のコイル巻線の前記第1巻線が互いに絡み合うことを避ける。さらに、第1巻線が同じ高さ位置で延伸して互いに妨害することを避ける。
また、異なる位相のコイル巻線の前記第1巻線は、それぞれ異なる溝部内に延伸される。そのため、異なる位相のコイル巻線の前記第1巻線が互いに接触することを避ける。よって、良好な絶縁効果をもたらす。
また、同じ位相のコイル巻線の前記第1巻線は、互いに同じ溝部内に重なり合う。そのため、同じ位相のコイル巻線の前記第1巻線が互いに絡み合うことを避ける。
また、本発明の結線フレームの全ての溝部及び全ての通路の頂端は開放端であるため、使用者の手又は自動化設備のロボットアームによって全てのコイル巻線の前記第1巻線を握って結線できる。よって、本発明の結線フレームの構造は、手動又は自動化設備で本発明のモーターステータの結線方法を実行するのに有利である。
また、公知の結線フレーム構造と比べて、本発明の結線フレームは、全てのコイル巻線の前記第1巻線が溝部に入ってから集中箇所に延伸されるまでの距離を短縮できる。
また、本発明は、三相、四相、五相、六相…等の多相モーターに適用できる。
また、カバー体によれば、前記第1コイル巻線の前記第1巻線、前記第2コイル巻線の前記第1巻線及び前記第3コイル巻線の前記第1巻線がそれぞれ結線フレームの第1溝部、第2溝部、及び第3溝部から外れないことを確保できる。
また、第1貫通穴、第2貫通穴及び第3貫通穴の位置は、それぞれ前記第1コイル巻線の前記第1巻線、前記第2コイル巻線の前記第1巻線及び前記第3コイル巻線の前記第1巻線がそのまま上に向かって穿設できる位置である。前記第1コイル巻線の前記第1巻線、前記第2コイル巻線の前記第1巻線、及び前記第3コイル巻線の前記第1巻線がカバー体によって押されて曲がれることを避ける。よって、カバー体と結線フレームをしっかり結合できる。
本発明の第1実施例のモーターステータの斜視図である。 本発明の第1実施例のモーターステータの分解図である。 本発明の第1実施例の結線フレームの斜視図である。 本発明の第1実施例の結線フレームの平面図である。 図4のA−A線の断面図である。 本発明の第1実施例のカバー体を有するモーターステータの斜視図である。 本発明の第1実施例のカバー体を有するモーターステータの分解図である。 本発明の第1実施例のカバー体を有するモーターステータの断面図である。 本発明の第2実施例の結線フレームの断面図である。 本発明の第3実施例の結線フレームの断面図である。 本発明の第4実施例の結線フレームの断面図である。 本発明の第5実施例の結線フレームの断面図である。 本発明の第6実施例の結線フレームの断面図である。 本発明の第7実施例のモーターステータの斜視図である。 本発明のモーターステータの結線方法の工程S1〜S4の模式図である。 本発明のモーターステータの結線方法の工程S1〜S4の模式図である。 本発明のモーターステータの結線方法の工程S1〜S4の模式図である。 本発明のモーターステータの結線方法の工程S1〜S4の模式図である。 本発明のモーターステータの結線方法の工程S4Aの模式図である。 本発明のモーターステータの結線方法のフローチャートである。 本発明のモーターステータの結線方法のフローチャートである。 本発明のモーターステータの結線方法のフローチャートである。 本発明のモーターステータの結線方法のフローチャートである。
当業者が更に本発明を理解できるように、以下、図面及び素子符号を開示しながら本発明の実施例を詳しく説明する。
図1及び図2を参照しながら説明する。図1は本発明の第1実施例のモーターステータ1の斜視図であり、図2は本発明の第1実施例のモーターステータ1の分解図である。本発明のモーターステータ1は、コア10及び結線フレーム50を有する。
図1及び図2に示すように、コア10は、複数のケイ素鋼板11、複数のI字型柱12、複数の第1コイル巻線20、複数の第2コイル巻線30、及び複数の第3コイル巻線40を有する。前記ケイ素鋼板11を積層、接続することで、一定の厚さを有する円環状中空柱体を形成する。前記I字型柱12は、円環状中空柱体の内周側に凸設し、且つ円環状中空柱体の内周側に沿って間隔を置いて設ける。前記第1コイル巻線20、前記第2コイル巻線30、及び前記第3コイル巻線40は、それぞれ第1巻線21、31、41及び第2巻線22、32、42を有する。前記第1コイル巻線20、前記第2コイル巻線30、及び前記第3コイル巻線40は、いずれもエナメル線を前記I字型柱12に巻き回して形成する。前記第1コイル巻線20、前記第2コイル巻線30、及び前記第3コイル巻線40の頂端及び底端は、それぞれ前記I字型柱12の頂端及び底端から突出する。各第1コイル巻線20の第1巻線21及び第2巻線22が各第1コイル巻線20の頂端に位置し、各第2コイル巻線30の第1巻線31及び第2巻線32が各第2コイル巻線30の頂端に位置し、各第3コイル巻線40の第1巻線41及び第2巻線42均が各第3コイル巻線40の頂端に位置する。
前記第1コイル巻線20が同じ位相を有し、前記第2コイル巻線30が同じ位相を有し、前記第3コイル巻線40が同じ位相を有する。また、前記第1コイル巻線20、前記第2コイル巻線30、及び前記第3コイル巻線40の位相が互いに異なる。第1実施例において、前記第1コイル巻線20、前記第2コイル巻線30、及び前記第3コイル巻線40の位相は、それぞれU相、V相及びW相である。他の実施例において、前記第1コイル巻線20、前記第2コイル巻線30、及び前記第3コイル巻線40の位相は、それぞれU相、W相及びV相であってもよい。他の実施例において、前記第1コイル巻線20、前記第2コイル巻線30、及び前記第3コイル巻線40の位相は、それぞれW相、V相及びU相であってもよい。他の実施例において、前記第1コイル巻線20、前記第2コイル巻線30、及び前記第3コイル巻線40の位相は、それぞれW相、U相及びV相であってもよい。他の実施例において、前記第1コイル巻線20、前記第2コイル巻線30、及び前記第3コイル巻線40の位相は、それぞれV相、U相及びW相であってもよい。他の実施例において、前記第1コイル巻線20、前記第2コイル巻線30、及び前記第3コイル巻線40の位相は、それぞれV相、W相及びU相であってもよい。上記各実施例は主に三相モーターに適用される。
図1及び図2に示すように、結線フレーム50は、コア10の上方に設けられる。具体的には、図3〜図5に示すように、結線フレーム50は、複数の溝部及び複数の通路セット502を有する。前記溝部は、少なくとも第1溝部51、第2溝部52、及び第3溝部53を有する。各通路セット502は、少なくとも1通路54、第2通路55、及び第3通路56を有する。第1溝部51、第2溝部52、及び第3溝部53は、順に結線フレーム50の内側から外側に同軸に巻き回されて設けられ、それぞれ結線フレーム50の軸方向に沿って延伸される。第1溝部51、第2溝部52、及び第3溝部53の底端の高さが異なる。前記第1通路54は、それぞれ結線フレーム50の外側壁503から第1溝部51に貫通される。前記第2通路55は、それぞれ結線フレーム50の外側壁503から第2溝部52に貫通される。前記第3通路56は、それぞれ結線フレーム50の外側壁503から第3溝部53に貫通される。
より具体的には、第1溝部51が結線フレーム50の内側に隣接しており、第3溝部53が結線フレーム50の外側に隣接しており、第2溝部52が第1溝部51、及び第3溝部53の間に位置する。言い換えると、第1溝部51の直径が最も短いため、結線フレーム50の軸心との距離が最も短い。第2溝部52の直径がより長い。第3溝部53の直径が最も長いため、結線フレーム50の軸心との距離が最も遠い。そのため、前記第1通路54の延伸距離が最も長く、前記第2通路55の延伸距離がより短く、前記第3通路56の延伸距離が最も短い。
図5に示すように、第1溝部51、第2溝部52、第3溝部53は、それぞれ結線フレーム50の頂端に貫通する。言い換えると、第1溝部51、第2溝部52、及び第3溝部53の頂端は、いずれも開放端である。第1溝部51、第2溝部52、及び第3溝部53の底端511、521、531は、いずれも密封端である。
より具体的には、各溝部の底端の高さ位置は、各溝部の底端と結線フレームの底端の最も低い箇所との距離であり、距離が近いほど高さが低く、距離が遠いほど高さが高い。本発明の結線フレームの第1溝部51、第2溝部52、及び第3溝部53の高さ位置の順番は、設計の要求によって変更できる。以下、図5、図9〜図13を参照しながら様々な変更例を説明する。
図5に示すように、第1実施例において、第1溝部51の底端511と結線フレーム50の底端501の最も低い箇所との距離D1が最も短く、第2溝部52の底端521と結線フレーム50の底端501の最も低い箇所との距離D2がより長く、第3溝部53の底端531と結線フレーム50の底端501の最も低い箇所との距離D3が最も長い。言い換えると、第1溝部51の底端511の高さ位置が最も低く、第2溝部52の底端521の高さ位置がより高く、第3溝部53の底端531の高さ位置が最も高い。そのため、第1溝部51の底端511が第2溝部52の底端521より低く、第2溝部52の底端521が第3溝部53の底端531より低い。
図9に示すように、第2実施例において、第3溝部53Aの底端531Aと結線フレーム50Aの底端501Aの最も低い箇所との距離D3Aが最も短く、第2溝部52Aの底端521Aと結線フレーム50Aの底端501Aの最も低い箇所との距離D2Aがより長く、第1溝部51Aの底端511Aと結線フレーム50Aの底端501Aが最も低い箇所との距離D1Aが最も長い。言い換えると、第3溝部53Aの底端531Aの高さ位置が最も低く、第2溝部52Aの底端521Aの高さ位置がより高く、第1溝部51Aの底端511Aの高さ位置が最も高い。そのため、第3溝部53Aの底端531Aが第2溝部52Aの底端521Aより低く、第2溝部52Aの底端521Aが第1溝部51Aの底端511Aより低い。
図10に示すように、第3実施例において、第3溝部53Bの底端531Bと結線フレーム50Bの底端501Bの最も低い箇所との距離D3Bが最も短く、第1溝部51Bの底端511Bと結線フレーム50Bの底端501Bの最も低い箇所との距離D1Bがより長く、第2溝部52Bの底端521Bと結線フレーム50Bの底端501Bの最も低い箇所との距離D2Bが最も長い。言い換えると、第3溝部53Bの底端531Bの高さ位置が最も低く、第1溝部51Bの底端511Bの高さ位置がより高く、第2溝部52Bの底端521Bの高さ位置が最も高い。そのため、第3溝部53Bの底端531Bが第1溝部51Bの底端511Bより低く、第1溝部51Bの底端511Bが第2溝部52Bの底端521Bより低い。
図11に示すように、第4実施例において、第1溝部51Cの底端511Cと結線フレーム50Cの底端501Cの最も低い箇所との距離D1Cが最も短く、第3溝部53Cの底端531Cと結線フレーム50Cの底端501Cの最も低い箇所との距離D3Cがより長く、第2溝部52Cの底端521Cと結線フレーム50Cの底端501Cの最も低い箇所との距離D2Cが最も長い。言い換えると、第1溝部51Cの底端511Cの高さ位置が最も低く、第3溝部53Cの底端531Cの高さ位置がより高く、第2溝部52Cの底端521Cの高さ位置が最も高い。そのため、第1溝部51Cの底端511Cが第3溝部53Cの底端531Cより低く、第3溝部53Cの底端531Cが第2溝部52Cの底端521Cより低い。
図12に示すように、第5実施例において、第2溝部52Dの底端521Dと結線フレーム50Dの底端501Dの最も低い箇所との距離D2Dが最も短く、第1溝部51Dの底端511Dと結線フレーム50Dの底端501Dの最も低い箇所との距離D1Dがより長く、第3溝部53Dの底端531Dと結線フレーム50Dの底端501Dの最も低い箇所との距離D3Dが最も長い。言い換えると、第2溝部52Dの底端521Dの高さ位置が最も低く、第1溝部51Dの底端511Dの高さ位置がより高く、第3溝部53Dの底端531Dの高さ位置が最も高い。そのため、第2溝部52Dの底端521Dが第1溝部51Dの底端511Dより低く、第1溝部51Dの底端511Dが第3溝部53Dの底端531Dより低い。
図13に示すように、第6実施例において、第2溝部52Eの底端521Eと結線フレーム50Eの底端501Eの最も低い箇所との距離D2Eが最も短く、第3溝部53Eの底端531Eと結線フレーム50Eの底端501Eの最も低い箇所との距離D3Eがより長く、第1溝部51Eの底端511Eと結線フレーム50Eの底端501Eの最も低い箇所との距離D1Eが最も長い。言い換えると、第2溝部52Eの底端521Eの高さ位置が最も低く、第3溝部53Eの底端531Eの高さ位置がより高く、第1溝部51Eの底端511Eの高さ位置が最も高い。そのため、第2溝部52Eの底端521Eが第3溝部53Eの底端531Eより低く、第3溝部53Eの底端531Eが第1溝部51Eの底端511Eより低い。
図15に示すように、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21は、それぞれ結線フレーム50の前記第1通路54を通って、結線フレーム50の第1溝部51に沿って第1溝部51の集中箇所512に延伸される。より具体的には、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21は、それぞれ結線フレーム50の前記第1通路54を通って、結線フレーム50の第1溝部51に延伸される。モーターステータ1を回転することで、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21を結線フレーム50の第1溝部51に沿って結線フレーム50の第1溝部51の集中箇所512に延伸する。前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21を移動すると共に、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21を結線フレーム50の外部に延伸する。留意すべきことは、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21が第1溝部51に入った高さ位置が異なるため、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21は、互いに重なり合うように結線フレーム50の第1溝部51に沿って結線フレーム50の第1溝部51の集中箇所512に延伸される。それによって、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21が同じ高さ位置で延伸して互いに妨害することを避ける。
図16に示すように、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31は、それぞれ結線フレーム50の前記第2通路55を通って、結線フレーム50の第2溝部52に沿って第2溝部52の集中箇所522に延伸される。より具体的には、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31は、それぞれ結線フレーム50の前記第2通路55を通って、結線フレーム50の第2溝部52に延伸される。モーターステータ1を回転することで、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31を結線フレーム50の第2溝部52に沿って結線フレーム50の第2溝部52の集中箇所522に延伸する。前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31を移動すると共に、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31を結線フレーム50の外部に延伸する。留意すべきことは、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31が第2溝部52に入った高さ位置が異なるため、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31は、互いに重なり合うように結線フレーム50の第2溝部52に沿って結線フレーム50の第2溝部52の集中箇所522に延伸される。それによって、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31が同じ高さ位置で延伸して互いに妨害することを避ける。
図17に示すように、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41は、それぞれ結線フレーム50の前記第3通路56を通って、結線フレーム50の第3溝部53に沿って第3溝部53の集中箇所532に延伸される。より具体的には、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41は、それぞれ結線フレーム50の前記第3通路56を通って、結線フレーム50の第3溝部53に延伸される。モーターステータ1を回転することで、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41を結線フレーム50の第3溝部53に沿って結線フレーム50の第3溝部53の集中箇所532に延伸する。前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41を移動すると共に、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41を結線フレーム50の外部に延伸する。留意すべきことは、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41が第3溝部53に入った高さ位置が異なるため、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41は、互いに重なり合うように結線フレーム50の第3溝部53に沿って結線フレーム50の第3溝部53の集中箇所532に延伸される。それによって、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41が同じ高さ位置で延伸して互いに妨害することを避ける。
三相電源(図示せず)は、それぞれ前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31、及び前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41に電気接続される。三相電源は、それぞれ3つの負荷(図示せず)に接続される。
前記第1通路54の位置が前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21の位置に対応し、前記第2通路55の位置が前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31の位置に対応し、前記第3通路56の位置が前記第3コイル巻線40の第1巻線の位置に対応する。よって、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21を上に向かって短い距離を延伸すれば、前記第1通路54に入ることができる。前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31を上に向かって短い距離を延伸すれば、前記第2通路55に入ることができる。前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41を上に向かって短い距離を延伸すれば、前記第3通路56に入ることができる。それによって、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21及び前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31及び前記第2巻線32、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41及び前記第2巻線42が互いに絡み合うことを避ける。
図3及び図4に示すように、前記通路セット502は、順に結線フレーム50の円周方向に沿って間隔を置いて設けられる。各通路セット502の第3通路56、第1通路54、及び第2通路55は、順に結線フレーム50の円周方向に沿って間隔を置いて設けられる。図1及び図2に示すように、コア10は、複数のコイルセット13を有する。各コイルセット13は、少なくとも第1コイル巻線20、第2コイル巻線30、及び第3コイル巻線40を有する。前記コイルセット13は、順にモーターステータ1の円周方向に沿って間隔を置いて設けられる。各コイルセット13の第3コイル巻線40、第1コイル巻線20、及び第2コイル巻線30は、順にモーターステータ1の円周方向に沿って間隔を置いて設けられる。よって、同じ位相のコイル巻線の間に順にその他の2つの異なる位相のコイル巻線を設けることで、同じ位相の二コイル巻線が隣接の位置に設けることを避ける。なお、各通路セット502の第3通路56、第1通路54、及び第2通路55は、それぞれ各コイルセット13の第3コイル巻線40、第1コイル巻線20、及び第2コイル巻線30等の3つの異なる位相のコイル巻線に対応してもよい。
コア10は、合計4組のコイルセット13を有する。よって、前記第1コイル巻線20の数は4組であり、前記第2コイル巻線30の数は4組であり、前記第3コイル巻線40の数は4組である。言い換えると、コイル巻線の総数は12組である。通路セット502の数は、コイルセットの数と等しい。そのため、前記第1通路54の数は4つであり、前記第2通路55の数は4つであり、前記第3通路56の数は4つである。前記数はあくまで好ましい実施例であり、それらに限定されない。
図3及び図4に示すように、各第1通路54は、結線フレーム50の外側壁503から第1溝部51の集中箇所512の方向に第1溝部51に貫通される。図15に示すように、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21は、前記第1通路54の延伸方向にガイドされ、第1溝部51の集中箇所512の方向に向かって、前記第1通路54を通って第1溝部51に入る。前記第1通路54と第1溝部51との接触箇所は、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21が第1溝部51に沿って延伸される起点である。そのため、上記技術的な特徴によれば、各第1コイル巻線20の第1巻線21が起点から第1溝部51の集中箇所512まで延伸する距離を短縮できる。
図3及び図4に示すように、各第2通路55は、結線フレーム50の外側壁503から第2溝部52の集中箇所522の方向に第2溝部42に貫通される。図16に示すように、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31は、前記第2通路55の延伸方向にガイドされ、第2溝部52の集中箇所522の方向に向かって、前記第2通路55を通って第2溝部52に入る。前記第2通路55と第2溝部52との接触箇所は、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31が第2溝部52に沿って延伸される起点である。そのため、上記技術的な特徴によれば、各第2コイル巻線30の第1巻線31が起点から第2溝部52の集中箇所522まで延伸する距離を短縮できる。
図3及び図4に示すように、各第3通路56は、結線フレーム50の外側壁503から第3溝部53の集中箇所532の方向に第3溝部53に貫通される。図17に示すように、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41は、前記第3通路56の延伸方向にガイドされ、第3溝部53の集中箇所532の方向に向かって、前記第3通路56を通って第3溝部53に入る。前記第3通路56と第3溝部53との接触箇所は、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41が第3溝部53に沿って延伸される起点である。そのため、上記技術的な特徴によれば、各第3コイル巻線40の第1巻線41が起点から第3溝部53の集中箇所532まで延伸する距離を短縮できる。
図1及び図2に示すように、第1溝部51の集中箇所512、第2溝部52の集中箇所522、及び第3溝部53の集中箇所532は、それぞれ隣接しており、結線フレーム50の円周方向に沿って順に排列される。これによって、三相電源は、隣接位置からそれぞれ前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31、及び前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41に電気接続される。
第1溝部51の集中箇所512、第2溝部52の集中箇所522、及び第3溝部53の集中箇所532は、上記条件で結線フレーム50の任意な所定箇所に設けられる。
前記第1通路54、前記第2通路55、及び前記第3通路56は、それぞれ結線フレーム50の頂端及び底端に貫通される。これによって、前記第1通路54、前記第2通路55、及び前記第3通路56の頂端及び底端は、いずれも開放端である。
全体的に見ると、本発明の結線フレーム50の前記溝部の底端の高さ位置が異なり、前記溝部の数が各通路セット502の全ての通路の数と等しく、且つ各通路セット502の全ての通路がそれぞれ結線フレーム50の外側壁503から前記溝部に貫通される。本発明のモーターステータ1のコア10の全てのコイル巻線の位相種類は、前記溝部及び各通路セット502の全ての通路の数に対応する。よって、本発明のモーターステータ1のコア10は、3つ又はそれ以上の異なる位相のコイル巻線を有する。そのため、本発明は、上記実施例の三相モーターだけでなく、四相、五相、六相…等の多相モーターにも適用できる。
図3及び図4に示すように、本発明の結線フレーム50は、複数の固定部57を更に有する。前記固定部57は、結線フレーム50の外側壁503に間隔を置いて設けられる。前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42は、それぞれ前記固定部57に固定される。より具体的には、前記固定部57は、それぞれ前記第1通路54、前記第2通路55、及び前記第3通路56の一側に位置して固定穴571を開ける。図1に示すように、前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42は、それぞれ前記固定部57の前記固定穴571に固定される。これによって、前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42が乱れなくて固定される。
図3及び図4に示すように、各固定穴571貫通各固定部57の頂面、底面及び側面は頂端開口部、底端開口部及び側面開口部有する。前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42は、いずれも容易に前記固定部57の外側から前記固定穴571の側面開口部を通って前記固定穴571に固定できる。
図15に示すように、前記固定穴571は、それぞれ前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42の正上方に位置する。そのため、前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42をそれぞれ上に向かって短い距離を延伸すれば、前記固定部57の前記固定穴571に穿設固定できる。それによって、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21及び前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31及び前記第2巻線32、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41及び前記第2巻線42が互いに絡み合うことを避ける。
図1及び図2に示すように、本発明のモーターステータ1は、結線フレーム50の外側に巻き回されて設けられる中性線60を更に有する。中性線60は、前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22の内側、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32の内側、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42の内側に固定される。具体的には、中性線60は、スポット溶接によって前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42に固定される。中性線60の機能は、3つの負荷に電気接続されることで、回路を提供する。
図6〜図8に示すように、本発明のモーターステータ1は、結線フレーム50に設けられ、第1溝部51、第2溝部52、及び第3溝部53を密封するためのカバー体70更に有する。カバー体70に第1貫通穴71、第2貫通穴72、及び第3貫通穴73を開設する。前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21が結線フレーム50の第1溝部51の集中箇所512に集まった後、更にカバー体70の第1貫通穴71を通る。前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31が結線フレーム50の第2溝部52の集中箇所522に集まった後、更にカバー体70の第2貫通穴72を通る。前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41が結線フレーム50の第3溝部53の集中箇所532に集まった後、更にカバー体70の第3貫通穴73を通る。これによって、カバー体70によれば、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31、及び前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41がそれぞれ結線フレーム50の第1溝部51、第2溝部52、及び第3溝部53から外れないことを確保できる。
具体的には、第1溝部51の頂端が第2溝部52の頂端より高く、第2溝部52の頂端が第3溝部53の頂端より高い。カバー体70は、突起部74、第1段差75、第2段差76、及び第3段差77を有する。突起部74を結線フレーム50の軸穴504に挿設する。第1段差75、第2段差76、及び第3段差77は、順にカバー体70の内側から外側に同軸に環設される。即ち、第1段差75が突起部74に隣接しており、第3段差77がカバー体70の外側に隣接しており、第2段差76が第1段差75と第3段差77の間に位置する。簡単に言うと、第1段差75の直径が最も短いため、カバー体70の軸心との距離が最も近い。第2段差76の直径がより長い。第3段差77の直径が最も長いため、カバー体70の軸心との距離が最も遠い。そのため、第1段差75が第1溝部51の頂端に当接して第1溝部51を密封することで、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21がそれぞれ第1溝部51から離れないことを確保する。第2段差76が第2溝部52の頂端に当接して第2溝部52を密封することで、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31がそれぞれ第2溝部52から離れないことを確保する。第3段差77が第3溝部53の頂端に当接して第3溝部53を密封することで、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41がそれぞれ第3溝部53から離れないことを確保する。
より具体的には、各段差の底端の高さ位置は、各段差の底端とカバー体70の底端の最も低い箇所との距離であり、距離が近いほど高さが低く、距離が遠いほど高さが高い。
第1実施例のカバー体70の構造配置(図6〜図8参照)が第1実施例の結線フレーム50の構造配置(図5参照)に対応する。具体的には、第1段差75の底端とカバー体70の底端の最も低い箇所との距離が最も短く、第2段差76の底端とカバー体70の底端の最も低い箇所との距離がより長く、第3段差77の底端とカバー体70の底端の最も低い箇所との距離が最も長い。言い換えると、第1段差75の底端の高さ位置が最も低く、第2段差76の底端の高さ位置がより高く、第3段差77の底端の高さ位置が最も高い。そのため、第1段差75の底端が第2段差76の底端より低く、第2段差76の底端が第3段差77の底端より低い。
第2実施例のカバー体70の構造配置(図示せず)が第2実施例の結線フレーム50Aの構造配置(図9参照)に対応する。具体的には、第3段差77の底端とカバー体70の底端の最も低い箇所との距離が最も短く、第2段差76の底端とカバー体70の底端の最も低い箇所との距離がより長く、第1段差75の底端とカバー体70の底端の最も低い箇所との距離が最も長い。言い換えると、第3段差77の底端の高さ位置が最も低く、第2段差76の底端の高さ位置がより高く、第1段差75の底端の高さ位置が最も高い。そのため、第3段差77の底端が第2段差76の底端より低く、第2段差76の底端が第1段差75の底端より低い。
第3実施例のカバー体70の構造配置(図示せず)が第3実施例の結線フレーム50Bの構造配置(図10参照)に対応する。具体的には、第1段差75の底端とカバー体70の底端の最も低い箇所との距離が最も短く、第2段差76の底端及び第3段差77の底端とカバー体70の底端の最も低い箇所との距離が最も長い。言い換えると、第1段差75の底端の高さ位置が最も低く、第2段差76の底端の高さ及び第3段差77の底端の高さ位置が最も高い。そのため、第1段差75の底端が第2段差76の底端及び第3段差77の底端より低い。
第4実施例のカバー体70の構造配置(図示せず)が第4実施例の結線フレーム50Cの構造配置(参照図11)に対応する。具体的には、第1段差75の底端とカバー体70の底端の最も低い箇所との距離が最も短く、第2段差76の底端及び第3段差77の底端とカバー体70の底端の最も低い箇所との距離が最も長い。言い換えると、第1段差75の底端の高さ位置が最も低く、第2段差76の底端の高さ及び第3段差77の底端の高さ位置が最も高い。そのため、第1段差75の底端が第2段差76の底端及び第3段差77の底端より低い。
第5実施例のカバー体70の構造配置(図示せず)が第5実施例の結線フレーム50Dの構造配置(参照図12)に対応する。具体的には、第1段差75の底端、第2段差76の底端、及び第3段差77の底端と、カバー体70の底端の最も低い箇所との距離が同じである。言い換えると、第1段差75の底端の高さ、第2段差76の底端の高さ、及び第3段差77の底端の高さが同じである。そのため、第1段差75の底端、第2段差76の底端、及び第3段差77の底端が同じ高さに位置する。
第6実施例のカバー体70の構造配置(図示せず)が第6実施例の結線フレーム50Eの構造配置(参照図13)に対応する。具体的には、第1段差75の底端、第2段差76の底端、及び第3段差77の底端と、カバー体70の底端の最も低い箇所との距離が同じである。言い換えると、第1段差75の底端の高さ、第2段差76の底端の高さ、及び第3段差77の底端の高さが同じである。そのため、第1段差75の底端、第2段差76の底端、及び第3段差77の底端が同じ高さに位置する。
第1貫通穴71は、カバー体70の頂部に開設されて第1溝部51に対応して位置する。第2貫通穴72は、カバー体70の頂部に開設されて第2溝部52に対応して位置する。第3貫通穴73は、カバー体70の頂部に開設されて第3溝部53に対応して位置する。よって、第1貫通穴71、第2貫通穴72及び第3貫通穴73の位置は、それぞれ前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31、及び前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41がそのまま上に向かって穿設できる位置である。前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31、及び前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41がカバー体70によって押されて曲がれることを避ける。よって、カバー体70と結線フレーム50をしっかり結合できる。
実際、カバー体70上の貫通穴の数は、前記溝部の数と等しく、3つの又は多様異なる位相のコイル巻線の前記第1巻線を穿設するために用いられる。そのため、発明は、上記実施例の三相モーターだけでなく、四相、五相、六相…等の多相モーターにも適用できる。
図14を参照しながら説明する。図14は、本発明の第7実施例のモーターステータ1Aの斜視図である。図14において、モーターステータ1Aのコア10及び結線フレーム50の構造は、第1実施例のモーターステータ1のコア10及び結線フレーム50の構造と同じである。無論、第7実施例のモーターステータ1Aの結線フレーム50として、第2〜第6実施例のいずれかのモーターステータの結線フレーム50A〜50Eを使用できる。第7実施例のモーターステータ1Aは、カバー体70を有しなくてもよく、又は第1〜第6実施例等のいずれかの実施例のモーターステータ1のカバー体70を有してもよい。第7実施例のモーターステータ1Aと第1〜第6実施例のモーターステータ1との相違点としては、前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42は曲げられて互いに接続されることにある。より具体的には、全てのコイル巻線の第2巻線22、32、42は同じ方向に曲げられる。そして、各第2巻線22、32、42を隣接する2つの第2巻線22、32、42にはんだして電気接続を形成する。その後、互いに接続される前記第2巻線22、32、42を更に3つの負荷に電気接続する。それによって、回路を提供する。そのため、互いに接続される前記第2巻線22、32、42の機能は、1本の中性線60と同じである。そのため、第7実施例のモーターステータ1Aは中性線60を省略してもよい。また、その構造は第1〜第6実施例のモーターステータ1の構造と若干異なる。
図15〜図23を参照しながら説明する。図15〜図23は、本発明のモーターステータの結線方法の模式図である。本発明のモーターステータ1の結線方法は下記工程を有する(図20を参照)。
工程S1:図15及び図20に示すように、モーターステータ1のコア10の前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21をそれぞれ結線フレーム50の前記第1通路54を通って、結線フレーム50の第1溝部51に沿って第1溝部51の集中箇所512に延伸する。
工程S1は、
前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21をそれぞれ結線フレーム50の前記第1通路54を通って、結線フレーム50の第1溝部51に延伸する工程と、
モーターステータ1を回転することで、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21を結線フレーム50の第1溝部51に沿って結線フレーム50の第1溝部51の集中箇所512に延伸する工程と、
前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21を移動すると共に、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21を結線フレーム50の外部に延伸する工程とを更に有する(図21を参照)。
留意すべきことは、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21が第1溝部51に入った高さ位置が異なるため、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21は、互いに重なり合うように結線フレーム50の第1溝部51に沿って結線フレーム50の第1溝部51の集中箇所512に延伸される。それによって、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21が同じ高さ位置で延伸して互いに妨害することを避ける。
工程S2:図16及び図20に示すように、モーターステータ1のコア10の前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31をそれぞれ結線フレーム50の前記第2通路55を通って、結線フレーム50の第2溝部52に沿って第2溝部52の集中箇所522に延伸する。
工程S2は、
前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31をそれぞれ結線フレーム50の前記第2通路55を通って、結線フレーム50の第2溝部52に延伸する工程と、
モーターステータ1を回転することで、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31を結線フレーム50の第2溝部52に沿って結線フレーム50の第2溝部52の集中箇所522に延伸する工程と、
前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31を移動すると共に、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31を結線フレーム50の外部に延伸する工程とを更に有する(図22を参照)。
留意すべきことは、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31が第2溝部52に入った高さ位置が異なるため、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31は、互いに重なり合うように結線フレーム50の第2溝部52に沿って結線フレーム50の第2溝部52の集中箇所522に延伸される。それによって、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31が同じ高さ位置で延伸して互いに妨害することを避ける。
工程S3:図17及び図20に示すように、モーターステータ1のコア10の前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41をそれぞれ結線フレーム50の前記第3通路56を通って、結線フレーム50の第3溝部53に沿って第3溝部53の集中箇所532に延伸する。
工程S3は、
前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41をそれぞれ結線フレーム50の前記第3通路56を通って、結線フレーム50の第3溝部53に延伸する工程と、
モーターステータ1を回転することで、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41を結線フレーム50の第3溝部53に沿って結線フレーム50の第3溝部53の集中箇所532に延伸する工程と、
前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41を移動すると共に、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41を結線フレーム50の外部に延伸する工程とを更に有する(図23を参照)。
留意すべきことは、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41が第3溝部53に入った高さ位置が異なるため、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41は、互いに重なり合うように結線フレーム50の第3溝部53に沿って結線フレーム50の第3溝部53の集中箇所532に延伸される。それによって、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41が同じ高さ位置で延伸して互いに妨害することを避ける。
工程S1〜S3は、手動又は自動化設備で実行できる。以下、自動化設備で工程S1〜工程S3を実行する場合の工程S1〜工程S3の自動化工程を説明する。
工程S1は、
モーターステータ1を回転装置(図示せず)に置く工程、
複数の第1ロボットアーム(図示せず)によって前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21を移動し、それぞれ結線フレーム50の前記第1通路54を通って、結線フレーム50の第1溝部51に延伸する工程、
回転装置によってモータステータ1の回転を駆動することで、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21を結線フレーム50の第1溝部51に沿って結線フレーム50の第1溝部51の集中箇所512に延伸する工程、及び
第1ロボットアーム(図示せず)によって前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21を移動し、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21を結線フレーム50の外部に延伸する工程等の自動化サブ工程を更に有する。
工程S2は、
複数の第2ロボットアーム(図示せず)によって前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31を移動し、それぞれ結線フレーム50の前記第2通路55を通って、結線フレーム50の第2溝部52に延伸する工程、
回転装置によってモータステータ1の回転を駆動することで、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31を結線フレーム50の第2溝部52に沿って結線フレーム50の第2溝部52の集中箇所522に延伸する工程、及び
第2ロボットアーム(図示せず)によって前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31を移動し、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31を結線フレーム50の外部に延伸する工程等の自動化サブ工程を更に有する。
工程S3は、
複数の第3ロボットアーム(図示せず)によって前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41を移動し、それぞれ結線フレーム50の前記第3通路56を通って、結線フレーム50の第3溝部53に延伸する工程、
回転装置によってモータステータ1の回転を駆動することで、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41を結線フレーム50の第3溝部53に沿って結線フレーム50の第3溝部53の集中箇所532に延伸する工程、及び
第3ロボットアーム(図示せず)によって前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41を移動し、前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41を結線フレーム50の外部に延伸する工程等の自動化サブ工程を更に有する。
工程S4:図18及び図20に示すように、中性線60を結線フレーム50の外側に巻き回されて設けられ、前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22の内側、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32の内側、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42の内側に固定する。具体的には、中性線60は、スポット溶接の方法で前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42に固定される。中性線60の機能は、3つの負荷に電気接続されることで、回路を提供する。
工程S1の前に、又は工程S1及び工程S2の間に、又は工程S2と工程S3の間に、又は工程S3と工程S4の間に、下記工程を更に有してもよい。
前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42をそれぞれ結線フレーム50の前記固定部57の前記固定穴571に固定する。これによって、前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42が乱れなくて固定される。
工程S5:図6及び図20に示すように、カバー体70は、結線フレーム50に設けられ、第1溝部51、第2溝部52、及び第3溝部53を密封するために用いられる。より具体的には、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21を結線フレーム50の第1溝部51の集中箇所512に集まった後、更にカバー体70の第1貫通穴71を通る。前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31を結線フレーム50の第2溝部52の集中箇所522に集まった後、更にカバー体70の第2貫通穴72を通る。前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41を結線フレーム50の第3溝部53の集中箇所532に集まった後、更にカバー体70の第3貫通穴73を通る。これによって、カバー体70によれば、前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31、及び前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41がそれぞれ結線フレーム50の第1溝部51、第2溝部52、及び第3溝部53から外れないことを確保できる。
図19を参照しながら説明する。図19は本発明のモーターステータの結線方法の工程S4Aの模式図である。図19及び図20に示すように、本発明のモーターステータの結線方法において、上記工程S4の代わりに工程S4Aを行う。
工程S4A:前記第1コイル巻線20の前記第2巻線22、前記第2コイル巻線30の前記第2巻線32、及び前記第3コイル巻線40の前記第2巻線42を曲げて互いに電気的に接続する。それによって、回路を形成する。より具体的には、全てのコイル巻線の第2巻線22、32、42を同じ方向に曲げる。そして、各第2巻線22、32、42を隣接する2つの第2巻線22、32、42にはんだして電気接続を形成する。その後、互いに接続される前記第2巻線22、32、42を更に3つの負荷に電気接続する。それによって、回路を提供する。そのため、互いに接続される前記第2巻線22、32、42の機能は、1本の中性線60と同じである。そのため、モーターステータ1Aは中性線60を省略してもよい。また、その構造は、モーターステータ1の構造と若干異なる。
本発明のモーターステータ1の結線方法を完成した後、三相電源をそれぞれ前記第1コイル巻線20の前記第1巻線21、前記第2コイル巻線30の前記第1巻線31、及び前記第3コイル巻線40の前記第1巻線41に電気接続する。三相電源は、それぞれ3つの負荷に接続される。
本発明のモーターステータ1を四相、五相、六相…等の多相モーターに適用する場合、工程S3の後に少なくとも1つの個工程を追加してもよい。即ち、追加した少なくとも1つの異なる位相のコイル巻線の複数の第1巻線をそれぞれ結線フレームの少なくとも1つの他の通路を通って、結線フレームの少なくとも1つの他の通路に沿って、少なくとも1つの他の通路の集中箇所に延伸する。工程S5において、カバー体において、追加した少なくとも1つの異なる位相のコイル巻線の複数の第1巻線を穿設するための少なくとも1つの貫通穴を増設する。
上記をまとめると、本発明の結線フレームの構造が非常に簡単で、1組の成形金型を利用して結線フレームを射出成形できるため、金型の製造コストが低く、より容易に結線フレームを製造できる。よって、製造コストをより低減できる。
そして、また、本発明の結線フレームの全ての溝部の底端の高さが異なるため、異なる位相のコイル巻線の前記第1巻線は、それぞれ異なる高さ位置から異なる通路を通って、異なる溝部に延伸される。それによって、異なる位相のコイル巻線の前記第1巻線が互いに絡み合うことを避ける。さらに、第1巻線が同じ高さ位置で延伸して互いに妨害することを避ける。
なお、異なる位相のコイル巻線の前記第1巻線は、それぞれ異なる溝部内に延伸される。そのため、異なる位相のコイル巻線の前記第1巻線が互いに接触することを避ける。よって、良好な絶縁効果をもたらす。
また、同じ位相のコイル巻線の前記第1巻線は、互いに同じ溝部内に重なり合う。そのため、同じ位相のコイル巻線の前記第1巻線が互いに絡み合うことを避ける。
また、本発明の結線フレームの全ての溝部及び全ての通路の頂端は開放端であるため、使用者の手又は自動化設備のロボットアームによって全てのコイル巻線の前記第1巻線を握って結線できる。また、各溝部が対応の通路を有するため、結線工程において、各第1巻線をそのまま前記通路を通って対応の溝部に延伸できる。そのため、結線工程がより簡単的、直感的であるため、本発明の結線フレームの構造は、手動又は自動化設備で本発明のモーターステータの結線方法を実行するのに有利である。
上記内容はあくまで本発明の好ましい実施例である。本発明は、それらに限定されない。よって、本発明の精神に基づいてなされた改良又は変更は、いずれも本発明の範囲に含む。
1、1A モーターステータ
10 コア
11 ケイ素鋼板
12 I字型柱
13 コイルセット
20 第1コイル巻線
21 第1巻線
22 第2巻線
30 第2コイル巻線
31 第1巻線
32 第2巻線
40 第3コイル巻線
41 第1巻線
42 第2巻線
50〜50E 結線フレーム
501〜501E 底端
502 通路セット
503 外側壁
504 軸穴
51〜51E 第1溝部
511〜511E 底端
512 集中箇所
52〜52E 第2溝部
521〜521E 底端
522 集中箇所
53〜53E 第3溝部
531〜531E 底端
532 集中箇所
54 第1通路
55 第2通路
56 第3通路
57 固定部
571 固定穴
60 中性線
70 カバー体
71 第1貫通穴
72 第2貫通穴
73 第3貫通穴
74 突起部
75 第1段差
76 第2段差
77 第3段差
D1〜D1E、D2〜D2E、D3〜D3E 距離
S1〜S5、S4A 工程

Claims (20)

  1. 結線フレームであって、
    複数の溝部及び複数の通路セットを有し、
    前記複数の溝部は、少なくとも第1溝部、第2溝部、及び第3溝部を有し、
    前記第1溝部、前記第2溝部、及び前記第3溝部は、前記結線フレームの内側から外側に順に同軸に巻き回されて設けられ、それぞれ前記結線フレームの軸方向に沿って延伸され、
    前記第1溝部、前記第2溝部、及び前記第3溝部の底端の高さ位置が異なり、
    前記複数の通路セットは、それぞれ少なくとも第1通路、第2通路、及び第3通路を有し、
    前記第1通路は、それぞれ前記結線フレームの外側壁から前記第1溝部に貫通され、
    前記第2通路は、それぞれ前記結線フレームの前記外側壁から前記第2溝部に貫通され、
    前記第3通路は、それぞれ前記結線フレームの前記外側壁から前記第3溝部に貫通され
    各前記第1通路は、前記結線フレームの前記外側壁から前記第1溝部の集中箇所の方向に前記第1溝部に貫通され、
    各前記第2通路は、前記結線フレームの前記外側壁から前記第2溝部の集中箇所の方向に前記第2溝部に貫通され、
    各前記第3通路は、前記結線フレームの前記外側壁から前記第3溝部の集中箇所の方向に前記第3溝部に貫通されることを特徴とする、
    結線フレーム。
  2. 前記通路セットは、順に前記結線フレームの円周方向に間隔を置いて設けられ、
    各前記通路セットの前記第3通路、前記第1通路、及び前記第2通路は、順に前記結線フレームの前記円周方向に間隔を置いて設けられることを特徴とする、
    請求項1に記載の結線フレーム。
  3. 前記溝部の底端の高さ位置が異なり、
    前記溝部の数は、各前記通路セットの全ての通路の数と等しく、
    各前記通路セットの全ての通路は、それぞれ結線フレームの前記外側壁から前記溝部に貫通されることを特徴とする、
    請求項1に記載の結線フレーム。
  4. 前記結線フレームの前記外側壁に間隔を置いて設けられる複数の固定部を更に有することを特徴とする、
    請求項1に記載の結線フレーム。
  5. 請求項1に記載の結線フレーム、及びコアを有するモーターステータであって、
    前記コアは、複数の第1コイル巻線、複数の第2コイル巻線、及び複数の第3巻線を有し、
    前記第1コイル巻線、前記第2コイル巻線、及び前記第3コイル巻線は、それぞれ第1巻線及び第2巻線を有し、
    前記結線フレームは、前記コアの上方に設けられ、
    前記第1コイル巻線の前記第1巻線は、それぞれ前記第1通路を通って、前記第1溝部に沿って前記第1溝部の集中箇所に延伸され、
    前記第2コイル巻線の前記第1巻線は、それぞれ前記第2通路を通って、前記第2溝部に沿って前記第2溝部の集中箇所に延伸され、
    前記第3コイル巻線の前記第1巻線は、それぞれ前記第3通路を通って、前記第3溝部に沿って前記第3溝部の集中箇所に延伸されることを特徴とする、
    モーターステータ。
  6. 前記通路セットは、順に前記結線フレームの円周方向に間隔を置いて設けられ、
    各前記通路セットの前記第3通路、前記第1通路、及び前記第2通路は、順に前記結線フレームの前記円周方向に間隔を置いて設けられることを特徴とする、
    請求項に記載のモーターステータ。
  7. 前記溝部の底端の高さ位置が異なり、
    前記溝部の数は、各前記通路セットの全ての通路の数と等しく、
    各前記通路セットの全ての通路は、それぞれ結線フレームの前記外側壁から前記溝部に貫通されることを特徴とする、
    請求項に記載のモーターステータ。
  8. 前記結線フレームは、前記結線フレームの前記外側壁に間隔を置いて設けられる複数の固定部を更に有し、
    前記第1コイル巻線の前記第2巻線、前記第2コイル巻線の前記第2巻線、及び前記第3コイル巻線の前記第2巻線は、それぞれ前記固定部に固定されることを特徴とする、
    請求項に記載のモーターステータ。
  9. 前記結線フレームの外側に巻き回されて設けられる中性線を更に有し、
    前記中性線の外側は、前記第1コイル巻線の前記第2巻線の内側、前記第2コイル巻線の前記第2巻線の内側、及び前記第3コイル巻線の前記第2巻線の内側に固定されることを特徴とする、
    請求項に記載のモーターステータ。
  10. 前記結線フレームに設けられ、前記第1溝部、前記第2溝部、及び前記第3溝部を密封するためのカバー体を更に有することを特徴とする、
    請求項に記載のモーターステータ。
  11. 前記第1コイル巻線の前記第2巻線、前記第2コイル巻線の前記第2巻線、及び前記第3コイル巻線の前記第2巻線は曲げられて互いに電気的に接続されることを特徴とする、
    請求項に記載のモーターステータ。
  12. (a)モーターステータのコアの複数の第1コイル巻線の複数の第1巻線をそれぞれ結線フレームの複数の第1通路を通って、前記結線フレームの第1溝部に沿って前記第1溝部の集中箇所に延伸する工程と、
    (b)前記モーターステータの前記コアの複数の第2コイル巻線の複数の第1巻線をそれぞれ前記結線フレームの複数の第2通路を通って、前記結線フレームの第2溝部に沿って前記第2溝部の集中箇所に延伸する工程と、
    (c)前記モーターステータの前記コアの複数の第3コイル巻線の複数の第1巻線をそれぞれ前記結線フレームの複数の第3通路を通って、前記結線フレームの第3溝部に沿って前記第3溝部の集中箇所に延伸する工程とを有し、
    前記第1溝部、前記第2溝部、及び前記第3溝部は、前記結線フレームの内側から外側に順に同軸に巻き回されて設けられ、それぞれ前記結線フレームの軸方向に沿って延伸され、
    前記第1溝部、前記第2溝部、及び前記第3溝部の底端の高さ位置が異なることを特徴とする、
    モーターステータの結線方法。
  13. 前記結線フレームは、順に前記結線フレームの円周方向に間隔を置いて設けられる複数の通路セットを有し、
    各通路セットは、少なくとも第1通路、第2通路、及び第3通路を有し、
    各前記通路セットの前記第3通路、前記第1通路、及び前記第2通路は、順に前記結線フレームの前記円周方向に間隔を置いて設けられることを特徴とする、
    請求項12に記載のモーターステータの結線方法。
  14. 前記溝部の底端の高さ位置が異なり、
    前記溝部の数は、各前記通路セットの全ての通路の数と等しく、
    各前記通路セットの全ての通路は、それぞれ結線フレームの前記外側壁から前記溝部に貫通されることを特徴とする、
    請求項13に記載のモーターステータの結線方法。
  15. 各前記第1通路は、前記結線フレームの前記外側壁から前記第1溝部の前記集中箇所の方向に前記第1溝部に貫通され、
    各前記第2通路は、前記結線フレームの前記外側壁から前記第2溝部の前記集中箇所の方向に前記第2溝部に貫通され、
    各前記第3通路は、前記結線フレームの前記外側壁から前記第3溝部の前記集中箇所の方向に前記第3溝部に貫通されることを特徴とする、
    請求項12に記載のモーターステータの結線方法。
  16. 前記工程(a)は、
    前記第1コイル巻線の前記第1巻線をそれぞれ前記結線フレームの前記第1通路を通って、前記結線フレームの前記第1溝部に延伸する工程と、
    前記モーターステータを回転することで、前記第1コイル巻線の前記第1巻線を前記結線フレームの前記第1溝部に沿って前記結線フレームの前記第1溝部の前記集中箇所に延伸する工程と、
    前記第1コイル巻線の前記第1巻線を移動すると共に、前記第1コイル巻線の前記第1巻線を前記結線フレームの外部に延伸する工程とを更に有し、
    前記工程(b)は、
    複数の前記第2コイル巻線の前記第1巻線をそれぞれ前記結線フレームの前記第2通路を通って、前記結線フレームの前記第2溝部に延伸する工程と、
    前記モーターステータを回転することで、前記第2コイル巻線の前記第1巻線を前記結線フレームの前記第2溝部に沿って前記結線フレームの前記第2溝部の前記集中箇所に延伸する工程と、
    前記第2コイル巻線の前記第1巻線を移動すると共に、前記第2コイル巻線の前記第1巻線を前記結線フレームの外部に延伸する工程とを更に有し、
    前記工程(c)は、
    複数の前記第3コイル巻線の前記第1巻線をそれぞれ前記結線フレームの前記第3通路を通って、前記結線フレームの前記第3溝部に延伸する工程と、
    前記モーターステータを回転することで、前記第3コイル巻線の前記第1巻線を前記結線フレームの前記第3溝部に沿って前記結線フレームの前記第3溝部の前記集中箇所に延伸する工程と、
    前記第3コイル巻線の前記第1巻線を移動すると共に、前記第3コイル巻線の前記第1巻線を前記結線フレームの外部に延伸する工程とを更に有することを特徴とする、
    請求項12に記載のモーターステータの結線方法。
  17. (d)前記第1コイル巻線の複数の第2巻線、前記第2コイル巻線の複数の第2巻線、及び前記第3コイル巻線の複数の第2巻線をそれぞれ前記結線フレームの複数の固定部に固定する工程を更に有することを特徴とする、
    請求項12に記載のモーターステータの結線方法。
  18. (e)中性線を前記結線フレームの外側に巻き回して配置し、前記中性線の外側を前記第1コイル巻線の複数の第2巻線の内側、前記第2コイル巻線の複数の第2巻線の内側、及び前記第3コイル巻線の複数の第2巻線の内側に固定する工程を更に有することを特徴とする、
    請求項12に記載のモーターステータの結線方法。
  19. (f)前記第1溝部、前記第2溝部、及び前記第3溝部を密封するためのカバー体を前記結線フレームに設ける工程を更に有することを特徴とする、
    請求項12に記載のモーターステータの結線方法。
  20. (g)前記第1コイル巻線の複数の第2巻線、前記第2コイル巻線の複数の第2巻線、及び前記第3コイル巻線の複数の第2巻線を曲げて互いに電気的に接続する工程を更に有することを特徴とする、
    請求項12に記載のモーターステータの結線方法。
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